恒星的产生与灭亡过程

一颗新诞生的热原恒星从引力坍缩中获得能量。当核聚变开始时，它与主序的结合位置取决于它的亮度和温度——它现在是一颗零年龄的主序恒星。主序星上的恒星已经在它们的能量产生率和能量发射率之间达到了稳定的平衡，并且不再在重力作用下坍缩。但是一颗恒星保持稳定并保持在主序列上需要多长时间呢?

质光关系

与太阳相比，像天狼星这样明亮的a型恒星的质量是太阳的两倍，所以作为能量来源的氢也是太阳的两倍。但是天狼星的预期寿命比太阳短，因为它的辐射速度是太阳的两倍多。这是因为能量产生速率的增加意味着表面温度更高——记住，辐射速率依赖于温度(斯蒂芬-玻尔兹曼定律

大致来说，一颗恒星的寿命t与它的质量平方成反比：t ∝ 1/M2

因此，质量是太阳两倍的恒星应该有四分之一的寿命。最巨大的恒星可能有50个太阳质量，预期寿命只有太阳的1/2500。另一方面，一颗太阳质量为0.1的恒星的寿命将是太阳质量的100倍。

一颗太阳大小的小恒星的死亡

当主序恒星最终耗尽其主要核燃料氢时，接下来会发生什么取决于核心的压力和温度。这又取决于恒星的质量。首先让我们考虑一颗太阳大小的恒星的命运。然后我们考虑越来越多非常巨大的恒星。

氢聚变首先在中心核心停止，然后开始冷却。但是核心周围是一个富含氢的球形外壳，在那里仍然会发生核聚变。随着内核冷却，其压力降低，重力赢得了让一切坍缩的漫长战斗。热氢聚变壳层向内下降，并随着重力势能的损失而进一步升温。

一个红巨星的诞生

随着坍缩壳内的核聚变速度加快，释放出更强的辐射，因此恒星的下一层实际上变得更热。这是对流区，它会随着温度的升高而膨胀。事实上，它膨胀得如此之大以至于它的外表面，温度降低形成一颗大光球，在这一点上，像太阳这样的恒星会膨胀到最远到达地球的轨道。