←星雲恒星的演化
恒星的演化在「宇宙縱橫」中已介紹過，但這裏是較為複雜的介紹︰
一•恒星的誕生
在廣闊的宇宙裏，存在著很多星雲，當中大部分的成分是氫原子和氦原子。星雲的中心開始產生重力，
物質逐漸向中心靠攏。初時星雲的密度不足以抵抗重力，星體便塌縮成原恒星。塌縮過程中，它的重力勢能
便會增加，重力勢能轉變為熱能，因為氣體壓力與溫度成正比，又體積與溫度成反比，因此當星雲的體積不
斷減少而令溫度升高時，它的氣體壓力便不斷增大，氣體壓力逐漸與重力抗衡，當氣體壓力大約相等時，星
雲便差不多停止塌縮，成為一顆穩定的原恒星。
←星雲
原恒星並不是一顆真正的恒星，因為它不能用核聚變產生光和熱，它的表面溫度為4000K，這樣的溫度
只屬於紅外線的範圍，所以很多原恒星用一般光學儀器和肉眼是看不見的，只能用紅外線望遠鏡才能發現。
原恒星並不是完全停止塌縮，在重力作用下，它繼續向中心塌縮，因此溫度逐漸升高，最後溫度足以令
中心產生核聚變，這時原恒星便成為主序星。主序星是恒星最穩定的時期，可以說是恒星的盛年。
二•恒星的盛年
主序星不斷進行核聚變，因此其向外輻射很大，可以抵消其向內重力，因此主序星是穩定的，沒有重力
塌縮的現象，直至它用完它的氫氣，重力塌縮便開始發生，這時恒星便進入晚年。
三•恒星的晚年
恒星的晚年視乎其質量的多少，大致可分為0.4M以下、0.4M至3M和3M以上三類（1M等於太陽質量）︰
0.4M以下的恒星開始塌縮時，氦原子和氦原子之間的距離愈來愈近，當接近到某程度時，兩個原子的電
子會互相排斥，這種力稱為電子簡拼氣體壓力。電子簡拼氣體壓力使質量小於0.4M的恒星不再塌縮，但這時
又不能產生核聚變，因此重力與電子簡拼氣體壓力處於平衡狀態並一直維持下去，它便成為一顆白矮星，再
逐漸冷卻成為看不見的黑矮星，恒星演化到此結束。
0.4M至3M的恒星，在中心的氫氣用完後，星核便開始塌縮，但星核外層還有未用完的氫氣，因此塌縮使
這些氫氣核聚變的程度。一方面，重力使星核塌縮，另一方面，星核外層產生核聚變，使其向外膨脹，面積
增大，表面溫度降低，這時恒星進入一個新階段—巨星或超巨星，因為溫度降低，光譜集中於紅光，所以大
部分的巨星叫做紅巨星。
星核由於內部沒有熱核聚變，重力塌縮繼續進行，使溫度升高，最終又再次產生核聚變，可是星核已經
被壓縮成緊緊的一團，核聚變所產生的能量，使星核的溫度迅速地升高，而令核聚變加快，這樣的惡性循環
使星核發生氦閃—迅速的氦核聚變所產生的強烈爆炸。爆炸中釋放的能量使星核向外膨脹，使星核的密度和
溫度降低，於是氦核聚變回復穩定。氦核聚變使三個氦原子變成碳原子。
在核心的氦氣用完後，殘留下來的是一個外層包著氦的碳星核，沒有發生核聚變，星核開始塌縮，但稍
為塌縮後，星核外層的氦氣便可以發生核聚變，核聚變所得的能使星體的外殼膨脹，膨脹的結果使氦層的溫
度降低，之後氦的核聚變停止，星核又開始塌縮，塌縮使氦層的溫度再次升高，再次發生核聚變，使星體的\
外殼膨脹，氦層溫度降低......周而復始，不斷循環，而且愈來愈快，愈來愈猛烈，最後在一次劇烈膨脹之後，
星體的外殼脫離了星核，形成行星狀星雲(下圖)，中心只有一顆碳核。
這個碳核心的質量若少於1.4M時，重力塌縮不能將核心的溫度提高到碳核聚變的溫度，最後碳原子的電
子簡拼氣體壓力抵抗重力，於是星體停止塌縮，變成一顆白矮星，慢慢冷卻為黑矮星，恒星演化到此為止。
0.4M至3M的恒星的演化過程簡圖
3M以上的恒星，當氫氣用完後，星核稍為塌縮便達到氦核聚變的溫度，因此沒有氦閃，不過會發生碳
閃—迅速的碳核聚變所引起的爆炸。碳閃的原理和氦閃差不多，故不再介紹。碳閃會使9M以下的恒星炸得粉
碎。若質量超過9M的超巨星，當碳用完之後，重力塌縮會使碳聚變成更重的元素，形成鐵元素。因為鐵的結
合能是非常大的，因此若要將鐵元素變為更重的元素的話，不但沒有釋放能量，反而要吸收能量。因為沒有
核能，星體再度塌縮，塌縮使鐵聚變為更重的元素，可是鐵聚變再要吸收能量，這加速了星體的塌縮。電子
簡拼氣體壓力抵抗不了重力，電子被壓到原子核內，與質子結合成中子。另外，重力塌縮釋放出巨大的重力
勢能，這些能量除了使重元素聚變外，更將恒星的外殼炸碎，形成超新星爆炸(下圖)。超新星爆炸後，中心
留下一團中子，稱為中子星。
若中子星的質量大於3M時，中子的簡拼氣體壓力不能抵抗重力，於是重力使星體大幅度塌縮，塌縮就像
山洪暴發，不可收拾，最終演變成黑洞，恒星演化到此結束。
3M以上的恒星的演化過程簡圖
黑洞是重質量恒星的墓穴，重力會使星體塌縮成無限小的質點。其實，在星體塌縮成一點之前，它已經
是一個黑洞，因為當星體塌縮到小於史瓦半徑時，星體上面任何物質都不能逃離該星體，包括光在內。因此
我們是看不到黑洞的。