小恒星壽命可達萬億年,大恒星只有幾百萬年,恒星為啥越大越短命
晴朗的夜空中,我們所能看到的星星大部分都是恒星,除了距離因素之外,通常是質(zhì)量越大的恒星越亮,越小的恒星越暗(紅矮星和橙矮星無法直接目視)。但是也是質(zhì)量越大越亮的恒星的壽命越短,而越小越暗的恒星壽命越長,這又是為什么呢?

根據(jù)質(zhì)量大小的不同,恒星又可以分為很多類型,簡單來說,從小到大就是紅矮星、橙矮星、黃矮星、藍矮星、藍巨星、超巨星和特超巨星等。其中以紅矮星的壽命最長,預估可達數(shù)千甚至上萬億年,而特超巨星的壽命最短,通常不超300萬年。


那么為什么會有這么巨大的差別呢?這是因為紅矮星的質(zhì)量較小,所以自身的引力也小,其內(nèi)部產(chǎn)生的高溫高壓也比較低,只可以啟動核心部分的氫核聚變,而且由于溫度較低,物質(zhì)聚變的速率非常慢,所以紅矮星可以聚變數(shù)千甚至上萬億年,橙矮星可以聚變150到500億年,我們的太陽屬于一顆黃矮星,還可以聚變100~120億年。


質(zhì)量越大的星體,其內(nèi)部的溫度越高,星體活動越活躍,所以其內(nèi)部核聚變區(qū)域越大,聚變的速度也越快。假如一顆恒星表面以下10萬公里深處可以進行核聚變,那么直徑20萬公里的恒星將只在最核心處聚變,直徑30萬公里的恒星,最中心的直徑10萬公里區(qū)域可以進行核聚變,直徑300萬公里的恒星,內(nèi)部280萬公里的區(qū)域都可以進行核聚變,而且由于星體質(zhì)量越大,內(nèi)部溫度越高,星體活動越劇烈,核聚變進行的速度也越快,質(zhì)量越大的恒星壽命越短,有些特超巨星的壽命甚至不會超過300萬年。

質(zhì)量不同的恒星演變成的星體也不一樣,紅矮星和橙矮星內(nèi)部的核聚變進行完之后,它們會漸漸熄滅,最終成為一顆黑矮星;而像太陽這樣的黃矮星以及藍矮星內(nèi)部的核聚變熄滅之后會成為白矮星,之后再經(jīng)過長時間的降溫才會成為黑矮星;比太陽質(zhì)量大8倍的恒星,在內(nèi)部核聚變進行了鐵元素的時候,會發(fā)生超新星爆發(fā),形成中子星;那比太陽質(zhì)量大25倍的恒星內(nèi)部核聚變進行到鐵元素的時候也會發(fā)生超新星爆發(fā),但是它會成為黑洞。所以不同質(zhì)量的恒星不但壽命不一樣,主序星階段結(jié)束之后所形成的星體也是不一樣的。
