恒星的分类与演化

根据恒星的光谱，我们可以把恒星以字母顺序O，B，A，F，G，K，M来进行分类。经过更仔细的研究，又可以把恒星光谱型再分为十个次星。列如从B型到A型的次型可以依次写为B0,B1,B2……，B9，A0。最大的O型，表面温度可达30000-50000K，颜色为蓝，寿命很短，几百万年以下。最低的到2000-3500K，颜色为暗红，寿命超过几百亿年。

根据恒星的光度，又可以分为：Ⅰ超巨星、Ⅱ亮巨星、Ⅲ正常巨星、Ⅳ亚巨星、Ⅴ矮星、Ⅵ亚矮星和Ⅶ白矮星。太阳的光谱型为G2V，颜色偏黄，有效温度约5,770K。A0V型星的色指数平均为零，温度约10,000K。恒星的表面有效温度由早O型的几万度到晚M型的几千度，差别很大。

对于恒星的光度，在天文学上我们用“星等”来度量。恒星越亮，星等越小。反之，恒星越暗淡，星等就越大。

星等分为视星等和绝对星等。在地球上，观测者用肉眼所看到的星体亮度叫做视星等；归算到离地球32.6光年处时的星等叫绝对星等。（关于绝对星等与视星等的关系感兴趣的可以自行查阅相关资料，这里就不过多阐述了。）

因为恒星质量有所不同，它们的命运也是不同的。

低质量恒星（质量小于2.3倍太阳质量的恒星），目前我们尚且无法得知他的演化终点，宇宙的年龄还很年轻，才138亿年，不足以让这些恒星燃尽核心内的氢。不过根据计算，低质量恒星最终会形成两种不同的白矮星。若质量小于0.5倍太阳质量则为氦白矮星，大于0.5倍小于2.3倍则为C-O白矮星。

中等质量恒星（2.3~8倍太阳质量的恒星）到达红巨星阶段时，恒星的外壳会向外膨胀，核心向内压缩，产生氦聚变为碳的核反应。这种聚变会暂时延缓恒星的死亡，对于太阳大小的恒星，这过程大约持续数十亿年。

中等质量恒星的结局，一般是恒星的外壳脱离恒星，成为行星状星云。而行星状星云的中心留下的核心将冷却，在引力的作用下变成C-O白矮星。

大质量恒星，即超出太阳8倍质量的恒星，是恒星中的巨无霸，它们通常为O型和B型，占银河系的10%。

质量大于60倍太阳质量的恒星，将会以以下的途径进行演化：

O型星——Of型星——蓝超巨星——亮蓝变星——WN型沃尔夫—拉叶星——WC型沃尔夫—拉叶星——超新星。

对于40~60倍太阳质量之间的恒星的演化，将会是：

O型星——蓝超巨星——黄超巨型——红超巨星——超新星

对于25~40倍太阳质量之间的恒星的演化，将会是：

O型星——蓝超巨型——黄超巨型——红超巨星——蓝超巨星——WN型沃尔夫—拉叶星——超新星。

对于质量小于25倍太阳质量星的演化，将会是（有两条）：

O型星——蓝超巨星——红超巨星——超新星（质量介于25~20倍太阳质量）。

O型星——红超巨星——造父变星——红超巨星——超新星（质量小于20倍太阳质量的星）。

无论是什么大质量恒星，它们的结局都会以史诗级的爆发谢幕——超新星爆发。

巨量的物质将会以高达十分之一光速的速度向外抛散，并向周围的星际物质辐射激波，激波会形成一个膨胀的气体和尘埃构成的壳状结构，这被称作超新星遗迹。

在爆发时，突发的电磁辐射经常能够照亮其所在的整个恒星系，仿佛在向全星系宣告了它们的死亡。这种辐射可持续几周至几个月，一颗超新星辐射的能量可以与太阳一生所辐射的能量所媲美。

超新星爆发过后，核心区将会变成以下两种结果：

第一种是中子星，一般是初始质量大于10倍太阳质量的大质量恒星形成，是超新星爆炸遗留下的核。中子星是仅次于黑洞外最大的星体，它的质量一般为1.5~2.5倍太阳质量，但不超过3倍太阳质量，即奥本海默极限。中子星半径只有10KM左右，但密度可高达10的15次方每立方厘米。同时，有些快速自转并且有很强磁强的中子星会不断地发出电磁脉冲新号，被称为“脉冲星”。

第二种则是黑洞。超过20倍太阳质量的大质量恒星演化成红巨星后继续演化。但是由于中子简并态压力无法顶住太过于强大的引力，无法稳定在中子星，就会坍缩为“黑洞”。

黑洞只具有三种性质：质量，电荷，角动量。根据这三种性质分为四种黑洞，分别是：

史瓦西黑洞，即只有质量，不带电荷，也不旋转的“理想”黑洞。

R-N黑洞，全称莱斯纳—诺兹特隆黑洞，是带有质量与电荷但不旋转的黑洞。

克尔黑洞，即拥有质量与会旋转的黑洞，但没有电荷。

克尔纽曼黑洞，三种性质都具备的黑洞。

黑洞的时空曲率是无限大的，以外在形式表现则为引力无限大，就连光线也无法逃脱黑洞的“魔爪”。