Page 165 - 世界学

第四章 宇观世界学 149

等离子态的铁——组成，外侧由各种壳层组成，每一层都在进行着不同类型的核反
应。这时候恒星已经膨胀得非常大，成为红超巨星。更重元素的燃烧时间相对于更

轻元素的短。对于一个 25 倍太阳质量的恒星，氢可以持续燃烧 700 万年，氦可以
燃烧 50 万年，碳燃烧 600 年，氧燃烧 1 个月，而硅只能燃烧 1 天。离开主序之后

的不稳定燃烧可能使恒星多次进入脉动变星状态。参宿四（猎户座 α）、心宿二（天
蝎座 α）都是红超巨星。大质量恒星将会在超新星爆炸中结束自己的一生。

质量极高的 O、B 型星（25 个太阳质量以上），其主序星阶段就位于赫罗图的
左上角顶端，属于蓝巨星甚至蓝超巨星。它们将一直在赫罗图的最上方水平移动，

氦融合开始后可能成为高光度蓝变星，也可能成为沃尔夫 - 拉叶星。接着它们就以
Ⅱ型或Ⅰ b、Ⅰ c 型超新星爆发结束其短暂的生命。
双星演化机制虽然和单独恒星相同，但是由于两颗星之间的物质交流频繁，一

些双星的演化远比单独恒星复杂（密近双星更为复杂）。双星种类繁多，不同质量
的主序星、白矮星、脉动变星、中子星、黑洞等等进行组合，要总结出一般规律很

不容易。又因为恒星风、物质交换、吸积甚至其中一颗星爆炸等各种情况，研究它
们愈发困难。现在双星演化的理论和观测尚有很多不完备之处，有待进一步研究和

观测。
2. 体积的改变和化合物产生

有研究发现，位于猎户星座的红巨星参宿四 15 年间体积竟缩小了 15%，但天
文学家无法解释缩小之谜。参宿四是迄今（2012 年）天文学家在宇宙中观测到的
十颗最明亮的恒星之一，它是天文学家熟悉的天文观测目标，也是天文学家首次观

测到的超大质量恒星，这颗红巨星是哈勃望远镜可以观测到的清晰圆盘状恒星，这
是哈勃望远镜能够拍摄到表面状态的第一颗恒星。

借助欧洲南方天文台的甚大天文望远镜观测一颗名为“R Fornacis”的红巨星
时发现，它被类似煤烟灰尘构成的云层所包裹。由于红巨星表面温度低，碳元素丰

富，因此可能出现复杂的碳氢化合物和固体物质尘埃。这些物质有可能形成适合生
命的行星。

（三）恒星演化的其他天体

原子由原子核和电子组成。1925 年，物理学家泡利认为，原子中的电子不容

许有相同的运动状态。如果原子内某一空间中的电子占满了所有可能的状态，那么