恆星系列解析：巨星和矮星

恆星系列解析：巨星和矮星

恆星不能夠僅僅按照光譜分類去歸類。儘管溫度是一個區別恆星的捷徑，但它並沒有給出關於恆星大小的任何細信息：氫燃料恆星的大小可以從太陽半徑的約1/10到太陽半徑的100倍。隨著恆星年齡的增長，一些恆星的半徑增加到太陽半徑的1000倍；恆星的質量從太陽的0.08倍直到100倍。但恆星具有太陽10倍以上質量的情況比較少見。

兩顆具有不同大小的相同溫度恆星有著不同的亮度，這在它們的光譜中難以發現。為了區分這些差異，採用了一個五亮度等級的系統：Ⅰ組恆星為超巨星；Ⅱ組為亮巨星；Ⅲ組為巨巨星；Ⅳ組為亞巨星；以及Ⅴ組的「主序」恆星。主序分類包括了後光譜類型（G、K、M）矮星，它們以氫為燃料，例如太陽是被歸為G2類的一顆黃矮星。分類為K或M的所有主序恆星都是紅矮星。白矮星是恆星的遺迹，不包括在這一體系中。

「主序」這一名稱來自於天文學家用以記錄已知恆星特徵而設計出的單張圖表的時候。這幅圖表名為赫羅圖，它將恆星按照亮度和溫度的關係顯於其上。夜空中的每顆恆星都被繪在赫羅圖上。赫羅圖是艾納希·赫芝普隆和亨利·諾里斯·羅素在19世紀20年代分別獨立設計出的顯示恆星亮度和光譜分類的關係圖。大部分恆星——穩定的「中年」天體，如天狼星——位於圖中從左上到右下的一條S形曲線上，這一集合被稱為主序。最大的恆星位於主序的一部分。白矮星是小質量恆星在生命最後時期崩塌留下的緻密核。

太陽位於赫羅圖上太陽亮度與太陽光球層溫度——5800K交會點上。如果將其他恆星也畫在這張圖上，可以明顯看到大部分恆星位於一條從右下角低亮度的紅矮星向上通過太陽的位置，再達到左上角高亮度的藍色恆星位置的S形帶上。這就是主序，在這裡恆星度過其生命周期中的大部分時間。主序對應穩定的氫燃料「中年」期。

隨著恆星年齡增加，它逐漸從主序離開，這是因為它的亮度是由它核心部分氫到氦的核聚變釋放的的能量所產生的，當氫的燃燒停止而氦開始燃燒時，恆星所釋放能量的量發生變化，這一內部的變化導致了恆星外部也隨之變化，恆星因此改變了它的亮度和溫度——亮度增加而溫度下降，因此它將移動到赫羅圖的右上部分，這一部分主要為巨紅星。處於生命最後時期的老年恆星佔據了這一區域。

在所有的核反應停止後，大多數恆星結束於圖的赫羅圖左下角部分，在這裡包含了白矮星和恆星遺迹。

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