恒星演化过程

恒星之初是一团冰冷的气体，对应于光谱光度图的右侧（冷侧）。在自身的引力下，这些气体开始收缩。收缩过程中会逐渐聚合，于是密度和压强就会增大，温度也会升高；达到了临界温度，就会发生氢核聚变，一颗原恒星从此诞生。一颗年轻的恒星表面温度很低。然而，我们通常看不到这些原恒星，因为它们通常被灰尘覆盖，只能发出远红外光谱中的肉眼不可见光，光学望远镜难以探测，寻找原恒星成为红外天文学的重要任务。

当原型恒星在引力作用下继续收缩，它会变得越来越热，在光谱光度图中向左移动。质量不到太阳百分之一“恒星”最终因气体压力而停止收缩。这些恒星被称作“褐矮星”或“巨行星”，就像木星一样。它们不会点燃自身的氢气，相反，会逐渐变暗。这些恒星的生命周期在光谱光度图用向下的曲线表示。

质量大约在0.05至0.07太阳质量之上的恒星在收缩过程中变得越来越热，直到它们的核心足够热以开始燃烧氢气。当一颗恒星“开启”它的氢燃烧阶段时，说明它已达到它生命周期的“主星序”，并且可以算是一颗真正的恒星，而不是原恒星，褐矮星或行星。

“主星序”在光谱光度图上以一条曲线表示，代表燃烧氢的恒星，将自身熔化成氦。核心中的融合过程释放热量和光线，保证恒星能抵抗进一步的重力塌缩，并使其发光。恒星生命周期的大部分时间都在“主星序”的一个点上。光谱光度图中，超大质量的恒星位于在“主星序”的顶部，闪耀蓝色且非常明亮的光，而低质量恒星则相对黯淡，发出红色光。我们的太阳介于这两个极端之间。

最终，恒星核中的氢聚合物逐渐耗尽。核心变成大部分氦（氢融合的产物），氢在燃烧中离开核心，在核心周围形成燃烧的壳。这时，核心再次开始塌缩，但是恒星的外部区域被向外推。这颗恒星温度逐渐下降，变得更亮。这是红巨星阶段。当太阳到达红巨星阶段，也就是从现在起约50亿年后，它可能会变大之后吞噬水星，金星和地球。

白矮星被认为是中、低质量恒星演化阶段的最终产物，在我们所属的星系内97%的恒星都属于这一类。中低质量的恒星在渡过生命期的主序星阶段，结束以氢融合反应之后，将在核心进行氦融合，将氦燃烧成碳和氧的3氦过程，并膨胀成为一颗红巨星。如果红巨星没有足够的质量产生能够让碳聚变的更高温度，碳和氧就会在核心堆积起来。

在散发出外面数层的气体成为行星状星云之后，留下来的只有核心的部分，这个残骸最终将成为白矮星。因此，白矮星通常都由碳和氧组成。但也有可能核心的温度可以达到使碳聚变却仍不足以使氖聚变的高温，这时就能形成核心由氧、氖和镁组成的白矮星。同样的，有些由氦组成的白矮星是由联星的质量损失造成的。

白矮星的内部不再有物质进行核聚变反应，因此不再有能量产生，也不再由核聚变的热来抵抗重力崩溃；它是由极端高密度的物质产生的电子简并压力来支撑。

物理学上，对一颗没有自转的白矮星，电子简并压力能够支撑的最大质量是1.4倍太阳质量，也就是钱德拉塞卡极限。许多碳氧白矮星的质量都接近这个极限的质量，通常经由伴星的质量传递，可能经由所知道的碳引爆过程爆炸成为一颗超新星。