17世紀80年代之前的漫長歲月裏，人們一直受著彗星的困惑而惶惶不安。丹麥有個名叫布拉烏的天文學家，把彗星看作“妖星”，並給它塗上了神秘的色彩，說彗星是由於人類的罪惡造成的：“罪惡上升，形成氣體、上帝一怒之下，把它燃燒起來，變成醜陋的星體。這個星體的毒氣，散布到大地，又形成瘟疫、風雹等災害，懲罰人類的罪行。”
因此，在1682年的一個晴朗的夜晚，當一顆奇特的星星，拖著一條閃閃發光的長尾巴，鬼使神差地出現在天空中時，人們嚇呆了。天主教的神父們將這顆星視為災難降臨的預兆，紛紛疾呼：“妖星出現，世界的末日到了，大家快向上帝懺悔吧！”盡管人們紛紛懺悔，但這顆星仍連續幾十個夜晚停留在浩渺的星空運行。王公貴族們利用這一自然現象，詛咒自己的政敵不得好死；星相家與巫師們更是乘機興風作浪，一時間，人們驚恐萬分。
就在的所有人都心神不寧的時候，英國天文學家愛德蒙·哈雷卻不聽邪，他對這顆彗星毫無懼色，決心要揭開所謂“妖星”的真麵目。哈雷對英國和世界各地曆史上有關彗星的觀測資料進行了研究，並對其中24顆彗星的軌道進行了計算，發現1513年、1607年和1692年出現的3顆彗星的軌道十分接近，時間間隔又恰恰都相隔76年左右，於是他斷定，這是同一顆彗星，並預測這顆彗星下一次回歸的時間：1758年12月25日。到了1758年這一天，壯觀的大彗星果然如期而至。為紀念這位科學家的英明預言，人們將這顆曾蒙受“妖星”之冤的彗星，定名為“哈雷彗星”。
紅巨星和白矮星
當一顆恒星度過它漫長的青壯年期——主序星階段，步入老年期前，它將首先變為一顆紅巨星。
稱它為“巨星”，是因為它的體積巨大。在巨星階段，恒星的體積已經膨脹到十億倍之多。
稱它為“紅”巨星，是因為恒星在迅速膨脹的同時，它的外表麵離中心越來越遠，所以溫度將越來越低，發出的光也就越來越偏紅。不過，雖然溫度降低了一些，但因為紅巨星的體積十分龐大，所以它的光度也就很大，極為明亮。肉眼看到的最亮的星中，許多都是紅巨星。
白矮星是一種很特殊的天體，它的體積小、亮度低，但質量大、密度極高。
白矮星表麵重力等於地球表麵的1000萬到10億倍。在這樣高的壓力下，任何物體都將不複存在，連原子都被壓碎了：電子脫離了原子軌道變為自由電子。
白矮星是一種晚期的恒星。根據現代恒星演化理論，白矮星是在紅巨星的中心形成的。
當紅巨星的外部區域迅速膨脹的時候，氦核受反作用力強烈向內收縮，被壓縮的物質不斷變熱，最終內核溫度超過一億度，於是氦開始聚變成碳。
經過幾百萬年，氦核燃燒殆盡，現在恒星的結構組成變得不那麼簡單了：外殼仍然是以氫為主的混和物；但在它下麵有一個氦層，氦層內部還埋有一個碳球。核反應過程變得更加複雜，中心附近的溫度繼續上升，最終使碳轉變為其他元素。
在同一時間，紅巨星外部開始發生不穩定的脈動振蕩：恒星半徑時而變大，時而又縮小，穩定的主星序恒星變為極不穩定的巨大火球，火球內部的核反應也越來越趨於不穩定，忽而強烈，忽而微弱。
原子是由原子核和電子組成的，原子的質量絕大部分集中在原子核上，而原子核的體積很小。
在巨大的壓力之下，電子將脫離原子核，成為自由電子。這種自由電子氣體將盡可能地占據原子核之間的空隙，從而使單位空間內包含的物質大大增多，密度大大提高。形象地說，這時原子核“沉浸於”電子中。
人們把物質的這種狀態叫做“簡並態”。簡並電子氣體壓力與白矮星強大的重力平衡，維持著白矮星的穩定。當白矮星質量進一步增大，簡並電子氣體壓力就有可能抵抗不住自身的引力收縮，白矮星還會坍縮成密度更高的天體：中子星或黑洞。
對單星係統而言，由於沒有熱核反應提供能量，白矮星在發出光熱的同時，也以同樣的速度冷卻著。經過一百億年的漫長歲月，年老的白矮星將會因為停止輻射而死亡。它的軀體將變成一個比鑽石還硬的巨大晶體——黑矮星而永存。
對於多星係統，白矮星的演化過程則有可能被改變。
超密恒星——中子星
中子星是一種比白矮星密度更大的恒星，它的主要組成部分是中子以及少量的質子、電子。1932年發現中子後不久，天文學家朗道就提出可能存在由中子組成的致密星。1934年巴德和茲威基也分別提出了中子星的概念，並指出中子星可能產生於超新星爆發。1967年英國射電天文學家休伊什和貝爾等發現了脈衝星。不久，就確認脈衝星是快速自轉的、有強磁場的中子星。
中子星的密度為10的11次方千克/立方厘米，也就是每立方厘米的質量有一億噸！和白矮星的幾十噸/立方厘米相比，後者似乎就根本不值一提了。事實上，中子星的質量在得驚人，半徑十公裏的中子星的質量就與太陽的質量相當了。
同白矮星一樣，中子星也是處於演化後期的恒星，它也是在老年恒星的中心形成的。不同的是能夠形成中子星的恒星，其質量更大罷了。根據科學家的計算，當老年恒星的質量大於十個太陽的質量時，它就有可能最後變為一顆中子星，而質量小於十個太陽的恒星通常隻能變化為一顆白矮星。
在形成的過程中，中子星同白矮星是非常相似的。當恒星外殼向外膨脹時，它的核受反作用力而收縮。核在巨大的壓力和由此產生的高溫下發生一係列複雜的物理變化，最後形成一顆中子星內核。而整個恒星將以一次極為壯觀的爆炸來結束自己的生命。這就是天文學中著名的“超新星爆發”。
超新星爆發
如果你經常觀看星空，那麼，有時候你會發現，在某一星區，突然出現了一顆從來沒有見過的明亮星星！但僅僅過了幾個月或者隻過了幾天，它又消失了。
這種“奇特”的星星叫做“新星”或者“超新星”。在古代，人們將它稱為“客星”，意思是“前來作客”的恒星。
新星和超新星是變星中的一個類別。人們看見它們突然出現，曾經一度以為它們是剛剛誕生的恒星，所以取名叫“新星”。其實，它們不但不是新生的星體，而且相反，是正走向衰亡的老年恒星。事實上，它們就是正在爆發的紅巨星。我們曾經不止一次提到，當一顆恒星步入老年，它的中心會向內收縮，而外殼卻朝外膨脹，形成一顆紅巨星。紅巨星是很不穩定的，但總有一天它會猛烈地爆發，拋掉身上的外殼，露出藏在中心的白矮星或中子星。