現代天文學已證實,當恒星內部的氦聚集到一定程度時,恒星會迅速變成一個巨大的紅星球。這時,恒星內部的溫度進一步升高,內部的核反應再次複活,氦聚變成更重的碳原子,最終聚變成鐵原子。在形成鐵的過程中,恒星受到由外向內的巨大壓力,由內向外的反作用力則使恒星發生劇烈爆炸。著名的蟹狀星雲、古姆星雲及幕狀星雲都是恒星爆炸後的遺留產物。並由這些恒星大爆炸生成新星。科學家把質量是太陽質量十倍以上的大質量恒星在晚年發生激烈的、粉碎性的爆炸稱為恒星大爆炸現象。
有些恒星的視星等不到6等,人的眼睛不能直接看到,可是突然間,它的亮度會增加數千倍、甚至幾萬倍,成為一顆很明亮的星,這就是新星。這種恒星大爆炸現象向外拋射物質的速度最高可達5000千米/秒。在爆發後的幾個小時內,新星的光度就能達到極大,並在數天內(有時在數周內)一直保持很亮,隨後又緩慢地恢複到原來的亮度。
能變成新星的恒星在爆發前一般都很暗,肉眼看不到。然而,光度的突增有時會使它們在夜空中很容易被看到,因而對於觀測者來說,這種天體就好像是新誕生的恒星,所以稱之為“新星”。
大多數科學家認為,多數新星都存在於兩顆子星靠得很近的雙星係統中。這兩顆子星的年齡不同,例如一顆是紅巨星,一顆是白矮星。在某些特定情況下,紅巨星會膨脹到另一顆子星——白矮星的引力範圍以內。這樣,引力場很強的白矮星就會把紅巨星外層大氣中的某種物質吸引過來。這種物質在白矮星表麵積累到一定程度以後,就會發生核爆炸,也就是新星爆炸現象。爆炸後,白矮星又恢複平靜,但引起爆炸的過程則一直重複下去。
超新星是恒星世界裏最厲害的爆炸,它的光亮會比原來猛增千萬倍、甚至上億倍。一顆超新星爆炸時釋放出來的巨大能量可以抵得上幾千萬顆新星的總和,所以稱之為超新星一點都不為過。從表麵上看,超新星隻比新星爆炸的規模大而已。實際上它們有著本質的不同,新星隻是表麵的爆炸,超新星是恒星演變到最後階段,整個星體發生了爆炸。爆炸一般會產生兩種結果,一種是將恒星物質完全拋撒,成為星雲遺跡;一種是拋射掉大部分質量,遺留下來的內部物質坍縮成白矮星、中子星或黑洞,從而進入恒星演化的晚期。
知識點
白矮星
現代恒星演化理論認為,白矮星是一種晚期的恒星,是在紅巨星的中心形成的。紅巨星的內核不斷收縮,越來越熱,最終內核溫度超過1億攝氏度,導致氦聚變成碳。經過幾百萬年,氦核燃燒殆盡,恒星的結構變得更加複雜了——中心是一個碳球,外麵裹著氦層,最外麵是以氫為主的混合物構成的外殼。慢慢地,紅巨星內部活動變得更加劇烈、複雜,外部半徑時大時小,最後成為一顆巨大的火球。此時,恒星核心的密度已經增大到每立方厘米10噸左右,一顆白矮星(在原來恒星的核心)已經誕生了。
白矮星之所以得其名,是因為最早發現的幾顆都呈白色。白矮星的特點是光度很低、個子小、溫度高、密度大,內部壓力也非常大。白矮星總數不超過整個天空恒星數的10%,現已發現1000多顆,平均密度接近水的100萬倍。
延伸閱讀
漂亮的紅巨星
現代恒星演化理論認為,當一顆恒星度過它漫長的青壯年期,步入老年期時,首先將變成一顆紅巨星。“紅巨星”這個名字,能夠很形象地表示出恒星當時的顏色和體積。當恒星處於紅巨星階段時,體積將膨脹十億倍之多。在它迅速膨脹的同時,它的外表麵離中心越來越遠,所以溫度將隨之而降低,發出的光也就越來越偏紅。
紅巨星是怎樣形成的呢?我們知道,所有處於壯年階段的恒星都像太陽一樣,其內部不斷進行著核聚變。核聚變的結果,是把每四個氫原子核結合成一個氦原子核,並釋放出大量的原子能,形成輻射壓。此時的恒星,其輻射壓與自身收縮的引力處在一個平衡狀態。當核聚變消耗掉大部分氫時,恒星內部的平衡被打破,中心形成一個氦核,並不斷集聚,而周圍的氫在燃燒中向外推進,這樣便形成了內核收縮、外殼迅速膨脹的紅巨星。球狀星團中普遍存在紅巨星,許多球狀星團中最亮的星就是紅巨星。