最初的恒星（fixedstar）都是由一种叫做星际云（nebula）的物质产生的。

不好意思放错了，应该是下面这张正儿八经、五花八门、眼花缭乱、花儿呼哨的星云图。

什么叫星际云呢，星际云其实就是散落在宇宙中的一团气体或者固体。这些气体或者固体可能有氢（hydrogen）、也可能有氦（helium）等等。这些星际物质的质量和面积都非常大，直径可以超过光年（lightyear），而质量可以达到万个太阳质量（solarmass）那么大。这些个物质由于万有引力（universalgraviation）的作用就会收缩（shrink），在收缩的过程中就会逐渐聚合（aggregate）。于是它的密度（density）就会增大，压强（pressure）也会增大。

而根据一些基本的物理定律（thelawofphysics），比如角动量守恒（theconservationofangularmomentum），它在收缩的过程中可能会旋转（rotate），而且在旋转过程中，因为速度越来大，中心部位温度就会升高。那么温度一旦达到了某一个值，就有可能引发氢的聚变（fusion）。一旦发生了氢的聚变，一颗恒星就诞生了。这个时候我们称之为原恒星（protostar）

那么原恒星可以引发什么聚变呢？一般就是氢元素，它有可能会聚变成氦元素。这个过程中因为质量的不同，所以它分为好多种情况。我们可以大概分一下，以太阳质量为标准：0倍太阳质量——0.08个太阳质量——0.5个太阳质量——8个太阳质量以及更大。如果原恒星质量比较小，那么实际上它是无法引发这个聚变，它就是一个失败的产物我们称之为褐矮星或者叫棕矮星（browndwarf）。那么这种星球，实际上并没有形成恒星——它是一颗失败的恒星。

假如说这个原恒星的质量大于0.08个太阳质量，小于0.5个太阳质量，这种原恒星我们就称之为红矮星（reddwarf）。因为它的质量比较小，所以它发的光看起来偏红。比如说我们比较典型的比邻星（proximacentauri）就是红矮星。这种星它离我们最近，所以叫比邻星，大概距离是4.2光年。比邻星虽然发光亮度不高，但它寿命长。一般来讲，质量越小寿命越长，它的寿命可以达到几百亿年，但是太阳的寿命只有一百亿年，所以它比太阳的寿命高很多。

如果质量再大一点，超过了0.5个太阳质量，但是不到8倍太阳质量，它发的光就偏黄或者是黄白色，我们称之为黄矮星（yellowdwarf）。太阳就属于其中一类，它的寿命是一百亿年左右。

如果质量再大一些，比8倍太阳质量还大。我们就发现它是偏蓝色的，所以我们管它叫蓝巨星（bluegiant），这个蓝色的恒星质量要大得多。举例来说，人们发现有一颗蓝色恒星，给它命名为“手枪星”（pistolstar），因为质量越大寿命越短，所以这个蓝色“手枪星”的寿命大概只有0万年左右，比我们地球上生命的周期还要短。所以人们说这种恒星的寿命就像人们打手枪一样快，所以被称之为“手枪星”。

因为质量不同，所以他们在核心部位产生的核聚变情况也不一样。比如红矮星，它可能只能氢聚变成氦。但是黄矮星因为它的质量比较大，它内部的温度比较高，达到了比如说上亿度，这样一来它聚变成氦以后还可以进一步聚变成碳（carbon），可能还能聚变成氧（oxygen）。而蓝巨星质量更大，所以它聚变更强烈——它还可以继续往下聚变，一直会聚变到铁（ferrum），所以情况有所不同。就好像人有出生、壮年和死亡一样。那么原恒星就是出生，主序星（mainsequence）阶段就好像是一颗恒星的壮年。它大概占了整个恒星寿命的90%的时间。但是到了晚年的时候，就像人一样，会经历衰老和死亡。

我们知道人的身体其实是不停地产生癌细胞的，但是为什么人壮年的时候比较不容易得癌症呢？因为癌细胞一产生，免疫系统会杀灭它。同样道理恒星在主序星阶段为什么能够稳定地发光呢？因为它的引力（gravity）和聚变（fusion）这两种作用是相互平衡的。

但是到了晚年之后因为它在不停地释放能量，所以质量在不停地减少。这个引力它提供的控制力越来越弱，没有办法控制住聚变，所以聚变会变得越来越强烈。于是像太阳这样的恒星，它在晚年的时候聚变太强烈，脱离了引力的控制就会膨胀，变成红巨星（redgiant）。以太阳为例，太阳周围有一些行星。水星、金星、第三个是我们的地球。现在我们感觉地球是比较合适于人类居住的，但是当太阳到达了红巨星这个阶段，太阳半径会扩大倍，也就会把地球里边的这个部位全部填满，地球就会跑到太阳的表面上，这样一来地球就会被烤化，人类也就不能存活了。

红巨星的时间不会很长，经过一段时间之后，因为质量不断的抛洒，它的体积会越来越大，所以内部的核心部位的密度会下降，温度也会下降，也是聚变就会减弱，经过一段时间引力会重新占上风，它又会收缩，所以膨胀了之后会收缩，这就是恒星最后一个阶段。当它收缩的时候，外围的这些物质就会跑撒到宇宙中，而核心部位会往里缩，这样一来就会形成两个物质——外围的就会形成一些行星状星云，而核心部位剩下的那些物质就叫白矮星（whitedwarf）。所以白矮星其实是跟太阳质量差不多大的天体。它是聚变的最后阶段形成的一颗星。

白矮星密度非常大，如果把太阳装到一个跟地球一样大的盒子里，那么太阳的密度就跟白矮星差不多大。白矮星是靠电子简并压（degeneracypressure）来对抗引力的。那么白矮星经过很长一段时间以后，它连剩的那点能量也没了，就再也看不见了，但它质量又不够，不能形成黑洞，于是就会形成一个在宇宙中找不着的叫黑矮星（blackdwarf）。但是这个阶段时间特别漫长，人们经过估算认为这个阶段可能需要几千亿年，所以到目前为止宇宙中其实还没有黑矮星，白矮星倒是有不少。

因为质量有差别，所以其它几种恒星的演变的结果，跟它路径并不完全一致。比如说红矮星会跨过红巨星阶段，直接就变成了白矮星。而蓝巨星中间会经历一个叫做红超巨星（redsupergiant）的东西，红超巨星跟红巨星差不多，就是质量面积更大，而且它的聚变很厉害。

红超巨星形成的时候，它的外围可能是氢的聚变而且往里面一层温度再高一点，就变成了氦的聚变，再往里边一层可能是碳的聚变，再往里一层可能是氧的聚变，一直往里。最核心的部位是什么呢？是铁。因为铁这种物质，它是聚变的最终产物。到铁这儿是一直放能的。如果铁再往上就吸能了，所以最终就会聚变成铁，类似于洋葱结构。

聚变了一段时间之后，引力重新占上风开始收缩，于是它会把其他的物质向外喷发。但是这个喷发的过程比刚才所说的红巨星放出星云要厉害得多。它会形成所谓的超新星爆发（supernova）。超新星我们平时看不到，但是它一爆发我们就能看见了，所以我们管它叫新星。因为它特别特别亮，所以就叫超新星。在公元年的时候，我们宋朝的天文学家记录了一次超新星爆发，那个超新星爆发其实我们现在知道了就是蟹状星云（crabnebula）

蟹状星云就是由于超新星爆发之后剩下的一大堆残骸构成的。中间的核心会收缩形成一种比白矮星密度更大的天体叫做中子星（neutronstar）

我们之前说白矮星对抗引力其实是靠电子简并压，就是电子满足泡利不相容原理（PauliExclusionPrinciple），不能处于同一个状态，所以这种对抗的压力可以对抗引力。但是到了红巨星，因为它的引力太强大了，就连电子简并压都屈服了。于是电子就会钻到质子里去变成了中子，于是会形成一个由中子构成的中子星。这个星球的密度比白矮星还要大，如果我们把太阳装到一个城市那么大的空间里，它就会变成一个中子星那么大的密度。而如果这个蓝色恒星质量再大，那么就会形成一个更加神奇的天体——那就是我们所熟知的黑洞。

所以如果恒星到了白矮星，中子星，以及黑洞这一步，那么它的寿命也就结束了，也就相当于人的死亡。

以上过程中有星云的产生，也就是一些星际物质放出来。而红超巨星形成的时候，会形成超新星爆发由此形成很多种元素包括一些原子序号在铁之后的元素。因为超新星爆发时，他们会彼此碰撞，有可能会使得一些吸能的反应也能够发生，就会形成很多很多种元素。那么这些元素会重新回到宇宙中，再回到星云这个物质上，重新慢慢聚合成一颗新的原恒星。我们认为太阳其实就是在某一次超新星爆发的时候所产生的星际云。这个星际云逐渐引发了这么一套反应，于是就形成了太阳。

总有一天太阳会变成红巨星，白矮星然后变成黑矮星，那么太阳就结束了。所以最终恒星的宿命就是变成黑矮星，中子星或者黑洞。小说雷神之锤只有雷神能够拿得动，其他人都拿不动。因为它说雷神之锤是用一颗垂死之星的核心造成的。现在你应该明白了，垂死之星就是白矮星或者是中子星,密度肯定非常大，所以一般人提不动。所以这种科幻小说它还是有一定的物理学依据的（笑）。

参考资料:

文字内容来自YouTube李永乐老师的课件

图片来自网络

维基百科

还请多多支持原创者的热情哦