宇宙上的恒星是怎么诞生的

晴朗的夜空，繁星点点，美丽的星空可谓是大自然最杰出的作品之一，千百年来，我们就对星空着迷。在夜空中，除了金、木、水、火、土五大行星，月亮，以及偶尔出现的流星和彗星之外，其他的所有天体都是恒星。我们肉眼每天晚上可见的恒星大概有3000颗左右，而随着春夏秋冬四季的变化，我们一年中大概能看到6000颗恒星。

恒星为什么称为恒星

恒星之所以称为恒星，是因为它在天空的位置以及它的颜色和亮度看上去并不发生变化。事实上是这样的吗?当然不是，恒星也有自己的诞生、演化和死亡。

想回答恒星是怎么诞生的，就先要解决恒星的能源问题，即恒星能发出这么多的光和热，它到底烧的什么。因为恒星只有启动了这个能源供应的机制并且稳定的持续下去，我们才能说它真正的诞生了。

在人类知道核反应之前，曾经有人猜测，太阳上烧的应该全是煤炭。且不说这些煤炭来自哪里，我们按照太阳的辐射功率计算，大约只要5000年时间，整个太阳就会被烧完。现在想想，这是不可能的，我们人类的文明也要多于五千年的历史了，没有太阳我们怎么演化至今。

另外，也曾经有人提出过恒星能源的收缩学说，他们认为，恒星会收缩，在收缩过程中，引力能会释放出来，从而使恒星发出大量的光和热。其实这种学说也是站不住脚的，恒星在稳定的阶段——主序阶段仍辐射出大量的能量，但是并不会发生收缩，所以也不会有引力能释放出来。

而在20世纪20年代，艾丁顿(曾经在日全食的时候检验过广义相对论的预言——背景恒星的光线经过太阳时会发生弯曲)提出，太阳的能源可能由热核反应供给。但是因为当时人们对核反应知之甚少，他没能给出具体的计算。后来，人们对核反应的了解越来越深刻，才最终解决了太阳的能源问题，原来太阳真的是由其中心的热核反应提供能源的。这个热核反应的原理其实就和氢弹爆炸的原理一样的，都是四个氢原子聚变为一个氦原子的过程。

其实，星际空间并不是空空的什么都没有。在星际空间中，弥散着很多主要由氢元素组成的星云，恒星就是从这些星云中诞生的。

赫赫有名的马头星云其实是一片恒星形成区

从弥散的原始星云形成恒星，首先要经过一个引力收缩的过程。因为某些原因(金斯不稳定性，感兴趣的可以自己找找相关知识)，星云在自身的引力下开始收缩。原始星云是非常巨大的，在收缩到一定程度后，星云会破碎成很多片，其中的每一片都有可能诞生一颗恒星。

破碎后的星云碎片继续收缩，在收缩过程中，引力能被释放出来用以加热星云，这样，星云的温度会越来越高，当星云温度变高以后，内部压力就会增加，这个向外的压力就会在一定程度上抗衡引力收缩。

在收缩过程中，由于恒星已经有了相当的密度，恒星内部的热量已经很难到达恒星表面并辐射出去了，这样，其内部温度就会越来越高，当中心温度达到约800万度以上时，氢的核聚变反应启动了，这可是一个重要的时刻，因为它意味着恒星诞生了。

星云收缩后形成的原恒星

此后，恒星进入稳定燃烧阶段——主序星阶段。此时，恒星内部核反应释放能量产生向外的辐射压，用以抵抗恒星自身的引力，恒星进入一个稳定阶段，这一阶段是恒星一生中最长的阶段。像我们太阳，已经在这一阶段燃烧了50亿年，它大概还剩50亿年左右的寿命。

宇宙中的恒星是怎么样诞生的?

每一颗恒星其实都诞生于一个恒星集群之中，周围簇拥着日后会渐行渐远的、年龄相仿的兄弟姐妹。天文学家之所以知道这一点，是因为这样的“恒星育婴室”至今仍有一些存在，它们被称为星团。

猎户星云的星团也许是其中最着名的：在哈勃望远镜下，猎户星云星团的恒星在朦胧的尘埃和气体云中闪闪发光。在户外你能看到昴星团：它是金牛座中一片模糊的光斑。星团间差异巨大，有的只是几十个成员的脆弱联盟，而有的则是数百万颗恒星的集合。一些星团非常年轻——年龄只有几百万年，其些则诞生于宇宙创生初期。在它们之中，我们能找到处于恒星生命周期任意阶段的恒星。

依据年龄，以及恒星的数目和密度，星团通常可分为5种类型。最年轻的恒星集群被称为内埋星团(embedded cluster)，位于浓密的星云中，因而在这种星团中，恒星发出的可见光完全被遮挡，我们只能看到被恒星加热的尘埃发出的红外辐射，无法辨别这些原始星团的精细结构——这是一个永恒的谜题。

相比之下，球状星团(globular cluster)则是最古老、成员最多的恒星集群。球状星团的年龄可以追溯到宇宙初期，它们可以将多达100万颗的恒星极为紧密地包裹在一起。这些成熟星团的母星云已经消失，其中的恒星清晰可见。然而，即便是最近的球状星团也与银河系的银盘有着相当远的距离，因此天文学家也难以详尽地研究它们。于是，为了有可操作性，我把研究目标限定在了3类星团上，这3类星团位于银河系银盘的平面上，因此最好观测。

科学家已经知道，T星协中母星云的质量要远大于其中恒星质量的总和。我想，这一特征可以解释，这些星团为什么寿命较短。质量决定引力的强度：质量越大，引力就越强。因此，如果一个星团中，母星云的质量远大于其成员恒星的总质量，那么这个母星云的引力——而非恒星施加在彼此身上的引力——必定会把该星团维系在聚集状态。如果这个母星云消散了，恒星就会四散开去。天文学家认为，是恒星风(stellar wind，由恒星表面向外喷射出的有力气流)最终吹散了T星协的母星云，释放出了先前被束缚在一起的这些恒星。

银河系中，另一类容易观测的恒星集群被称为OB星协，这个名字来自其中的两种特别的恒星，即宇宙中最明亮且质量最大的O型和B型恒星。通常来说，OB星协所含恒星的数目大约是T星协的10倍，其中还有少量O型和B型恒星。猎户星云星团就是一个为人所熟知的例子：它位于约1 500光年之外，由4颗大质量恒星和约2 000颗低质量恒星组成，也包括了许多金牛T星。 在银河系中，猎户星云星团是距离我们较近的区域里恒星密度最高的(猎户星云距离地球约1500光年)。