恒星有许多不同类型
并非所有的恒星都一样,它们有不同的大小、颜色和温度。有些恒星比我们的太阳小得多,而另一些则大数百倍。恒星的颜色能告诉你它有多热,蓝色恒星最热,红色恒星最冷。天文学家根据这些差异将恒星分为不同类别。了解不同类型的恒星有助于科学家理解恒星如何诞生、如何变化以及最终如何消亡。
红矮星是体积最小、温度最低的恒星类型,表面温度在约3,000到5,000华氏度之间。它们也是宇宙中最常见的恒星——科学家估计约70%的恒星都是红矮星。由于它们燃烧燃料的速度非常慢,红矮星可以发光数万亿年,比其他任何类型的恒星都要长得多。距离我们太阳最近的恒星——比邻星,就是一颗红矮星。尽管红矮星如此普遍,但它们太暗淡了,从地球上用肉眼看不到。
我们的太阳是一颗黄矮星,这是一种中等大小的恒星,表面温度约为10,000华氏度(约5,500摄氏度)。黄矮星实际上并不是黄色的——从太空看,它们呈白色,但地球的大气层使太阳看起来偏黄。这类恒星通常能发光约100亿年,然后耗尽氢燃料。当黄矮星耗尽燃料时,它会膨胀成红巨星,然后脱落外层,变成白矮星。黄矮星对天文学家来说很重要,因为绕它们运行的行星可能具备适合生命存在的条件。
当像我们太阳这样的恒星开始耗尽氢燃料时,它会膨胀成一颗巨大的红巨星。红巨星可以生长到太阳直径的100倍,大到足以吞噬一个太阳系的内层行星。猎户座中著名的红超巨星参宿四(Betelgeuse),直径约为太阳的700倍。红超巨星比红巨星更大、质量更大,燃烧燃料的速度也快得多。这些大质量恒星以称为超新星的壮观爆炸结束它们的生命。
蓝巨星是宇宙中最热、最亮的恒星之一,表面温度可以超过36,000华氏度(约20,000摄氏度)。它们比我们的太阳大得多、质量也大得多,通常重10到50倍。由于温度极高,蓝巨星燃烧氢燃料的速度非常快,可能只能存活几百万年。猎户座中的蓝超巨星参宿七(Rigel),亮度约为我们太阳的120,000倍。尽管与红矮星相比蓝巨星很稀少,但它们非常明亮,可以从很远的地方看到。
白矮星是像我们太阳这样的中等大小恒星走到生命尽头后的遗留物。当恒星耗尽燃料并脱落外层时,留下的炽热致密核心被称为白矮星。白矮星的大小大约与地球相当,但含有几乎与太阳一样多的质量,因此密度极高。一茶匙白矮星物质在地球上大约重15吨。在数十亿年的时间里,白矮星慢慢冷却并逐渐变暗,最终成为一个冷暗的天体,称为黑矮星。
中子星在一颗比我们的太阳质量大得多的恒星发生超新星爆炸后形成。爆炸之后,恒星的核心坍缩成一个只有约12英里(约19公里)宽的极小而致密的天体。中子星密度极高,一茶匙它的物质大约重60亿吨。有些中子星自转非常快,并发射出光束,因此被称为脉冲星。目前已知最快的脉冲星每秒自转数百次,比厨房搅拌机还快。
天文学家使用一种称为赫罗图(Hertzsprung-Russell图)的系统,按温度和亮度来组织恒星。这个图表是20世纪初由两位科学家——埃纳尔·赫茨普龙(Ejnar Hertzsprung)和亨利·诺里斯·罗素(Henry Norris Russell)创建的。在图表上,温度高的蓝色恒星出现在左侧,温度低的红色恒星出现在右侧。大多数恒星,包括我们的太阳,都沿着一条称为主序的带状区域排列,它们在生命中的大部分时间都处于这个阶段。通过在图表上标注一颗恒星的位置,天文学家可以判断这颗恒星处于生命的哪个阶段,并预测它未来将如何变化。