恒星生命周期
héng xīng shēng mìng zhōu qī
恒星生命周期是恒星经历的一系列阶段，从星云到主序星，再到巨星，最终形成一个残骸天体。
Definition
恒星会诞生、长时间发光，最终走向死亡：恒星诞生于星云之中，稳定燃烧数百万年到数十亿年，临近生命尽头时膨胀起来，最后留下一个小小的残骸天体。完整的顺序是星云、原恒星、主序星，之后低质量恒星会经历红巨星和白矮星阶段，而高质量恒星则会经历红超巨星、超新星爆发，最终形成中子星或黑洞，质量决定了恒星走哪条路、每个阶段持续多久。从物理上看，这种演化是由恒星核心不断收缩升温、依次点燃不同核燃料所驱动的。质量低于约 $8$ 个太阳质量的恒星会先后聚变氢和氦，把外层物质以行星状星云的形式抛出，留下由电子简并压支撑的碳氧白矮星；质量超过这一界限的恒星则会依次经历碳、氖、氧和硅的燃烧，最终形成一个无法再靠聚变释放能量的铁核，于是核心坍缩，引发II型超新星爆发。
Example
太阳大约在 $4.6$ 十亿年前由一团星云形成，总共会在主序星阶段停留约 $10$ 十亿年，之后膨胀成红巨星，再收缩成白矮星。一颗质量是太阳 $20$ 倍的恒星，寿命只有约 $10$ 百万年就会爆炸。参宿四是一颗质量约为太阳 $15$ 到 $20$ 倍的红超巨星，已经离开了主序阶段，预计将在未来 $100{,}000$ 年内的某个时刻发生核心坍缩型超新星爆发，留下一颗中子星。
Key Insight
恒星如何死亡取决于它有多重：质量小的恒星会安静地黯淡下去，质量非常大的恒星则会发生爆炸。质量更大的恒星寿命反而更短，因为它们虽然燃料储备更多，燃烧的速度却快得多。正是恒星的生命周期，才使得氢和氦以外的化学元素得以存在：聚变一路生成到铁为止的元素，而超新星爆发既锻造出比铁更重的元素，又把这一切都散播到太空中，成为未来恒星和行星的原料。