红巨星
hóng jù xīng
红巨星是恒星生命晚期的一种体积庞大、温度较低、光度很高的恒星，它耗尽了核心的氢，并膨胀到原来大小的许多倍。
Definition
红巨星是一颗衰老的恒星，它膨胀到了原来大小的许多倍，外层物质向外扩散并降温，因而发出红色的光芒。当一颗恒星耗尽核心的氢、离开主序之后，就会形成红巨星：核心收缩升温，氢则在其周围的一个壳层中继续聚变，多余的能量把外层物质推到原来半径的几十甚至几百倍，使表面温度降到约 $3{,}000$ 到 $4{,}000^\circ\text{C}$。红巨星由质量约在 $0.3$ 到 $8$ 个太阳质量之间的恒星演化而来，其特征是围绕一个静止、不断收缩的氦核进行氢壳层燃烧。对于质量低于约 $2$ 个太阳质量的恒星，由于核心处于电子简并态，氦点燃会以氦闪的形式发生，随后恒星进入水平分支；再往后的渐近巨星分支阶段，则会以外层物质被抛出、形成行星状星云而告终。
Example
大角星是春季夜空中一颗明亮的橙色恒星，是一颗直径约为太阳 $25$ 倍的红巨星。大约在 $5$ 十亿年后，太阳将膨胀到目前半径的约 $200$ 倍，超过地球现在轨道的范围，亮度也会增至现在的数千倍，途中还会吞没水星和金星。毕宿五，也就是金牛座的眼睛，是一颗质量约为 $1.2$ 个太阳质量的红巨星，半径约为太阳的 $44$ 倍，光度约为太阳的 $400$ 倍，表面温度约为 $3{,}600^\circ\text{C}$。
Key Insight
红巨星的表面温度比太阳低，亮度却远远超过太阳，这是因为它发光的表面积大得多。它之所以呈红色，是因为温度低；之所以巨大，则是因为核心变得更热了。这两个看似矛盾的事实，其实都源于同一个原因：核心的氢已经耗尽。红巨星阶段也是恒星损失质量最多的阶段：强劲的星风和最终抛出的行星状星云，会把一颗类太阳恒星外层的大部分物质送回太空，其中还富含它在巨星阶段生成的碳和氮。