Page 338 - 世界学

322 世 界学 Shi Jie Xue

越小，因而，引力所产生的向内的压力越来越大。恒星内的粒子越挤越紧，到核反
应不能再维持时，这压力会大到一定的程度，致使原来为等离子体中束缚的电子完

全挤进原子核中，和质子结合成中子。这就是所谓的中子星。这时的恒星已到了它
的老年期。

主序星的化学成分基本相同：氢占70%~75%，氦占24%~25%，其余为重元素（主
要是碳、氧等，富金属星还有更多重元素）。有人认为大部分的氦是宇宙大爆炸初

期创生并保存下来的。根据统计，银河系内，主序星的数量约占恒星数量的 90%。
质量越大的恒星，内部温度越高，热核反应越剧烈，其寿命也就越低。小质量恒星

的寿命会很长。30 倍太阳质量的恒星只能在主序停留 100 万年，而 0.5 倍太阳质量
的能停留 1000 亿年。主序星的质量也有限制，目前上限还不能确定。但是下限——
0.08 倍太阳质量——是确定的。质量小于下限的“恒星”，内部温度太低以至于不

能发生热核反应，因此不具备成为恒星的资格，它们被归类为褐矮星。大质量恒星
由于结构复杂，所以仍不清楚到底能大到多少。

因为主序星的能量仅靠氢的核聚变产生，所以只要知道了其总质量和氢、氦和
重元素的含量，就可以计算出主序星的各种物理参数，甚至可以预测它的演化。爱

丁顿说：“没有比恒星更简单的东西了。”说的就是这个意思。如果给出几个关于
主序星的假设：

①恒星的几何结构为球对称结构；
②恒星内部由多层构成，每一层的温度、压强、密度、不透明度、成分等都是
均匀一致的。

③恒星内部稳定，处处满足流体静力学的平衡条件；
④不考虑恒星的磁场力、潮汐力和自转。

满足这些条件就可以从这些假设中推出主序星的 5 个方程：质量方程、平衡方
程、光度方程、辐射转移方程、物态方程，以了解恒星结构和运行的相关数据。

如果去掉一系列假设，那么公式和计算将相当复杂。当然，通过高性能计算机，
恒星的各个物理参数也能很方便地算出，经过比较，结果和实际符合得很好。对于

处在主序阶段的恒星，其质量只有轻微损耗，因此物理参数变化是相当缓慢的。当
质量发生突变时，恒星也就会进入另一个阶段。
3. 主序后恒星是物能互变的中心

当恒星中热核反应的燃料氢逐渐转化为氦时，氢聚变就不能维持下去了，恒星