恒星（英文名：Star）是一種由巨大氣體云團在引力作用下坍縮形成的自發光天體。宇宙中存在數百億萬億顆恒星，但其中只有極小一部分能夠被肉眼直接觀測到。許多恒星以成對、多系統或星團的形式存在，這些恒星群的成員通常具有共同的起源，并因引力相互作用而聚集在一起。國際天文學聯合會（IAU）的星名工作組（WGSN）負責制定恒星識別與命名的標準化規則。

演化過程

恒星的一生經歷多個階段，每個階段都伴隨著能量釋放和內部結構的顯著變化。在演化過程中，恒星通過核聚變反應將引力勢能和核能轉化為輻射能釋放出來。這一過程中，恒星的結構和特征會發生顯著變化，同時其周圍環境也會對其自轉和運動產生影響。通過描繪恒星的溫度與亮度關系的赫羅圖（H-R圖），天文學家可以測量恒星的年齡和演化狀態。

恒星的形成始于分子云中的引力不穩定區域，隨著物質不斷向中心塌縮，恒星逐漸形成并釋放出巨大的能量。恒星的生命周期和最終命運強烈依賴于其初始質量和化學組成。大質量恒星在生命末期可能演化為白矮星、中子星或黑洞。恒星的演化可分為三個主要階段：主序前階段、主序階段和主序后階段。

基本特征

• 年齡：多數恒星的年齡在10億至100億年之間，已知最古老的恒星HD 140283年齡約為144.6億年。
• 質量：恒星的質量決定其壽命和演化進程，大質量恒星壽命較短，而小質量恒星如紅矮星則能持續數百億年。
• 直徑：恒星的大小從直徑僅20公里的中子星到直徑為太陽千倍的超巨星不等。
• 運動：恒星相對于太陽的運動包括徑向速度和正向運動，這些運動數據有助于研究恒星的起源和星系結構。
• 磁場：磁場在恒星形成中起重要作用，年輕恒星因自轉速度快而表面活動強烈。
• 溫度與顏色：恒星溫度與其顏色緊密相關，從最熱的藍色O型星到最冷的紅色M型星，溫度跨度極大。
• 輻射與光度：恒星通過核聚變產生能量，并以光和熱的形式輻射出去。恒星的光度由其半徑和表面溫度決定。

分類分布

分類

恒星根據光譜特征可分為O、B、A、F、G、K、M七種類型，每種類型對應不同的溫度范圍和代表星體。例如，O型星溫度最高，發出藍白光；M型星溫度最低，發出紅光。

分布

恒星在宇宙中的分布極不均勻，它們聚集形成星系，星系再進一步組成星系團和超星系團。除了單獨存在的恒星外，還有許多恒星以雙星或多星系統的形式存在，這些系統通過引力相互作用保持穩定。

研究簡史

命名

• 中國：中國古代通過星官系統為恒星編號，如河鼓二、畢宿五等，少數恒星還有別稱，如北斗七星。
• 西方：西方恒星命名多采用慣稱，如Sirius（天狼星）、Vega（織女星）等，這些名稱歷史悠久，至今仍廣泛使用。
• 國際：國際天文學聯合會是唯一權威的恒星命名機構，采用拜耳命名法和弗蘭斯蒂德命名法等標準化命名體系。

研究簡史

• 早期觀測：恒星觀測歷史悠久，中國古代和古巴比倫天文學家都留下了豐富的恒星表和星圖。
• 近代進展：17世紀以來，隨著望遠鏡和攝影技術的發展，天文學家對恒星的觀測和研究取得了重大進展，如赫歇爾父子對恒星分布的測定、赫羅圖的創建等。
• 現代研究：20世紀以來，天文學家運用先進技術收集了大量恒星數據，進一步揭示了恒星的物理特性和演化規律。蓋亞空間望遠鏡等現代天文設備為恒星研究提供了前所未有的精確數據。

特殊現象

變星

變星是指亮度隨時間變化的恒星，根據亮度變化的原因可分為脈動變星、噴發變星和災難性變星等。脈動變星的半徑和光度隨時間周期性變化；噴發變星則因耀斑或物質拋射事件導致亮度突然增加；災難性變星如新星和超新星則因內部核反應失控而導致亮度急劇上升。

恒星

雙星與并合

雙星系統由兩顆或多顆恒星組成，它們通過引力相互作用而聚集在一起。部分雙星系統在形成初期會經歷并合過程，產生低轉速、看似更年輕的新恒星。雙星并合既可以由經典雙星演化引發，也可以由動力學過程引發。

相關原理

核聚變

恒星通過核聚變反應將輕元素轉化為重元素并釋放出巨大能量。在太陽等恒星中，氫原子核在極高溫度下聚變為氦原子核，這一過程通過質子-質子鏈式反應實現。核聚變產生的能量是恒星發光發熱的根源。

愛丁頓極限

愛丁頓極限描述了恒星輻射壓力與引力平衡的極限狀態。當恒星亮度超過愛丁頓極限時，輻射壓力將不足以抵抗引力塌縮，導致恒星拋出大量物質形成恒星風。然而，實際觀測中仍存在一些超過愛丁頓極限的超大質量恒星，其存在機制尚待進一步研究。

總結展望

恒星作為宇宙中最基本的天體之一，其研究對于理解宇宙結構和演化具有重要意義。隨著天文觀測技術的不斷進步和理論模型的完善，我們對恒星的認識將更加深入和全面。未來，通過蓋亞空間望遠鏡等先進設備的數據支持，天文學家將繼續揭示恒星的奧秘，推動天文學的發展。