恆星的產生與滅亡過程

一顆新誕生的熱原恆星從引力坍縮中獲得能量。當核聚變開始時，它與主序的結合位置取決於它的亮度和温度——它現在是一顆零年齡的主序恆星。主序星上的恆星已經在它們的能量產生率和能量發射率之間達到了穩定的平衡，並且不再在重力作用下坍縮。但是一顆恆星保持穩定並保持在主序列上需要多長時間呢?

質光關係

與太陽相比，像天狼星這樣明亮的a型恆星的質量是太陽的兩倍，所以作為能量來源的氫也是太陽的兩倍。但是天狼星的預期壽命比太陽短，因為它的輻射速度是太陽的兩倍多。這是因為能量產生速率的增加意味着表面温度更高——記住，輻射速率依賴於温度(斯蒂芬-玻爾茲曼定律

大致來説，一顆恆星的壽命t與它的質量平方成反比：t ∝ 1/M2

因此，質量是太陽兩倍的恆星應該有四分之一的壽命。最巨大的恆星可能有50個太陽質量，預期壽命只有太陽的1/2500。另一方面，一顆太陽質量為0.1的恆星的壽命將是太陽質量的100倍。

一顆太陽大小的小恆星的死亡

當主序恆星最終耗盡其主要核燃料氫時，接下來會發生什麼取決於核心的壓力和温度。這又取決於恆星的質量。首先讓我們考慮一顆太陽大小的恆星的命運。然後我們考慮越來越多非常巨大的恆星。

氫聚變首先在中心核心停止，然後開始冷卻。但是核心周圍是一個富含氫的球形外殼，在那裏仍然會發生核聚變。隨着內核冷卻，其壓力降低，重力贏得了讓一切坍縮的漫長戰鬥。熱氫聚變殼層向內下降，並隨着重力勢能的損失而進一步升温。

一個紅巨星的誕生

隨着坍縮殼內的核聚變速度加快，釋放出更強的輻射，因此恆星的下一層實際上變得更熱。這是對流區，它會隨着温度的升高而膨脹。事實上，它膨脹得如此之大以至於它的外表面，温度降低形成一顆大光球，在這一點上，像太陽這樣的恆星會膨脹到最遠到達地球的軌道。