恒星是怎样诞生的？

恒星是如何诞生的？

恒星形成是分子云的高密度区崩溃成为球形的等离子体形成恒星的过程。作为天文物理的一个分支，恒星形成的研究包括作为前导的星际物质和巨分子云，到恒星形成过程，早期型恒星和行星形成则是直接的成果。恒星形成的理论，不仅是一颗单独恒星的形成，还必须统计联星和初始质量函数。 依据目前的恒星形成理论，分子云的核心（特别是高密度区）会因为重力不稳定，由片段的碎片开始崩溃（一般称为自然的恒星形成，参考金斯不稳定性），或是因为来自超新星的冲激波，或是在附近的其他能量充沛的天文学过程触发分子云中的恒星形成(一般称为触发的恒星形成)。部分的重力能量在崩溃的过程中会以红外线的形式损失掉，其余的则会用于增加天体核心的温度。累积的部份物质将会形成星周盘，当温度和密度够高时，氘的核融合将会被引发，并产生向外的压力，结果将使崩溃减缓(但不会停止)，而由云气组合成的物质仍继续如雨般的落在原恒星上。在这个阶段，或许是由落入物质的角动量造成的，将会产生双极喷流。最后，在核心的氢开始融合成为恒星，这时，还环绕在周围的物质将开始被驱离。原恒星的发展在赫罗图上会遵循林轨迹，原恒星会继续收缩，直到到达林边界，然后收缩会以稳定的温度继续下去直到凯尔文-赫姆霍尔兹时标。质量低于0.5太阳质量的恒星将进入主序带，稍重的原恒星，在林轨迹的终点仍将缓慢的塌缩，追随着亨耶迹，以接近流体静力平衡。这种活动形式会使恒星的质量在大约一个太阳质量的附近。高质量的恒星形成过程，也有类似的演化(发展)时程表，但时间会短许多，而且也还未清楚的被定义出来。恒星后期的发展属于恒星演化研究的范畴。质量不同的恒星形成的历程被认为是不一样的。低质量恒星形成的理论，在大量观测的支持下，建议低质量恒星是转动的分子云因密度逐渐升高而造成重力塌缩下形成的。从上面的叙述，气体和尘埃组成转动中的分子云，因塌缩导致吸积盘的形成，经由这个通道质量在中心形成原恒星。但是，质量高于8倍太阳质量的恒星形成的历程目前还不清楚。质量大的恒星辐射出大量的辐射，会推挤向中心掉落的物质。在过去，辐射压被认为是足以阻止质量累积成为巨大的原恒星，并能阻止质量高达数十个太阳的恒星形成。最近的理论工作则显示，产生的喷流和流出物会清理出空洞，因而许多大质量原恒星的辐射压会逃逸掉而不会阻碍物质经由吸积盘进入中心的原恒星。因此新的理论认为大质量恒星也会经由与低质量恒星相似的历程形成。

星际空间广泛分布着星际尘埃，科学家们可以通过美国航天局斯皮策太空望远镜等大型太空望远镜观察到它们，这些星际尘埃就是恒星诞生的基础。在宇宙中，这些尘埃会在万有引力的作用下相互吸引并向内收缩，当收缩到一定的程度和密度时，恒星的热核开始形成。此时的热核具有非常大的密度和引力。在强大的引力作用下，热核进一步吸收宇宙中的尘埃和气体，不过，如此大规模地吸收外来尘埃和气体会使恒星的形成过程变得很不稳定。科学家利用电脑模型模拟了恒星的形成过程，他们发现那些在恒星热核外围高速旋转的气体和尘埃会分裂形成较小的云团，这些较小的云团也有可能形成恒星，所以恒星总是成双成对或者一下子大批地诞生。不过这些恒星热核外围的尘埃或气体在分裂的过程中也有可能变成行星、小行星或彗星等。恒星的成长恒星在其诞生之初被称为原始星。原始星的质量非常小，这时其内核温度仍然较低，不足以进行核聚变，经过数亿年时间的慢慢积累，一些质量比较大的原始星的中心温度会达到一千万开氏度，这时氢会聚变成氦，恒星开始自行发光。与此同时，核聚变会产生足够的能量使恒星停止引力坍缩（gravitational collapse ），达到一个静态平衡。恒星从此进入一个相对稳定的阶段。一颗和太阳体积大差不多的恒星，要经过5000万年才能完成这一过程。恒星的死亡恒星在经过一系列核反应后，其内核内的氢会逐渐枯竭，但是这时候恒星的外核仍可提供维持恒星继续存在下去的能量。恒星外核的核反应会一直进行下去，直到内核自己崩塌。与此同时，内核的温度会进一步升高，在如此高的温度的作用下，恒星的外核会向外膨胀，恒星会变得越来越亮，直到最后形成红巨星。达到红巨星阶段时，恒星的外壳会继续向外膨胀，而核心向内继续压缩，产生将氦聚变成碳的核反应。聚变会重新产生能量，这将会暂时缓解恒星的死亡过程。对于太阳大小的恒星，此过程大约持续十亿年。此后，不同质量的恒星会有着不同的反应和变化。恒星的一生大约有几百万年到几十亿年，依据其质量和体积的大小而有所区别。虽然相对我们人类而言这是一个非常漫长的过程，但在茫茫宇宙中，这也不过是个短短的片段而已。（小尔） (本文来源：网易探索]

在星际空间普遍存在着极其稀薄的物质，主要由气体和尘埃构成。它们的温度约10～100K，密度约10-24～10-23g/cm3，相当于1cm3中有1～10个氢原子。星际物质在空间的分布并不是均匀的，通常是成块地出现，形成弥漫的星云。星云里3/4质量的物质是氢，处于电中性或电离态，其余约1/4是氦以及极少数比氦更重的元素。在星云的某些区域还存在气态化合物分子，如氢分子、一氧化碳分子等。如果星云里包含的物质足够多，那么它在动力学上就是不稳定的。在外界扰动的影响下，星云会向内收缩并分裂成较小的团块，经过多次的分裂和收缩，逐渐在团块中心形成了致密的核。当核区的温度升高到氢核聚变反应可以进行时，一颗新恒星就诞生了。下面举例根据一个云团变成恒星的过程具体说明：这个云团一开始仍然几乎是透明的，收缩的时候,引力势能转变成热能,但热能随即全部辐射出去,所以温度并不升高,云团内气体的压力与引力相比可以忽略不计,下落的气体按照自由落体定律速度越来越快,就如一幢摩天大楼突然坍塌一样,在天文学上称之为“坍缩”。外面的气体下落到云团的核心处,核心处的物质密度迅速增大,气体变得不透明起来 ,温度急骤升高,向外的压力也随之升高,达到了可以与引力抗衡的状态。这时核心外面的气体仍然以自由落体下落,但核心处缓慢地收缩,温度达到几百开。达到这种状态的云团 ,开始发出红外线,成为一颗红外天体,称为原恒星。原恒星进一步收缩,温度越来越高,压力也越来越大,当温度达到二三千开时,压力与引力基本平衡,收缩就大大减慢,转入准静态时期,即进入慢收缩阶段。此时,原恒星发出可见光,成为主序前恒星。原恒星核心温度达到几百万开时,氘、锂、铍和硼的原子核与质子发生核反应变成氦,但很快耗尽,不能提供大量而持久的能量。当恒星核心温度达到1000万开时,氢核聚变成氦核的反应开始并持续进行,核反应成为主要的能量,能稳定地提供能量,压力与引力达到平衡,于是收缩停止 ,处于平衡状态。此时,恒星成为主序星。