恒星的形成

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恒星因星际气体云中心密度失控而开始形成，失控的过程已经在第二章讨论过了。气体密度增大好几个数量级，达到一万亿（10 ¹² ）倍后，原子和分子发射的光子便很难从其中逃离，因为它们在致密的气体和尘粒中尚未穿行多远，就会被分子和尘粒散射。给自行车轮胎打气时，打气泵会因为不断压缩空气而变热。同样，引力压缩坍缩的气体云时，如果不将新获得的能量辐射出去，气体也会变热。若是光子无法轻易逃离气体云，压缩做的功就无法及时辐射出去，温度就会逐渐升高。然而，即使气体云中心温度和压强升高，随着越来越多的气体落入气体云中心，引力的挤压力也由此变大。结果就是中心温度和密度持续升高。如果气体云质量足够大，最终温度和密度就会引发 核 燃烧 ，通过氢核向氦核嬗变，以及氦核向更重的原子核如碳、硅、铁等嬗变释放能量。下面就来谈谈核燃烧。

星际云密度失控后不会只形成一颗恒星，而会形成一群恒星。我们还无法完全解释这个分裂过程，但它是一条重要的经验事实。在不断变形的气体云中，会出现几处密度暴涨的区域，每一处都含有孕育恒星的种子。这些种子积累质量的速率差异很大。最后，少数区域会生成大质量恒星，更多的则是小质量恒星。大恒星的质量可达80 M _☉ ，小恒星的质量最低不到0.01 M _☉ ，这类恒星大多很暗淡，在生命的任何阶段都无法被我们探测到。

由于原始的气体云是一团拥挤、翻腾的气团，其中的各个种子也在相互运动。一方面，一颗种子会闯入气体向另一颗种子下落的路径上，由此增大自身、削弱其他种子；另一方面，由于种子间的相互运动，一颗种子往往会进入环绕其他种子运动的轨道，从而形成双星。在某些地方，一群相互环绕的种子会在引力束缚下形成星团。不过，我们会在第七章的“缓慢漂移”一节中看到，小型星团并不稳定，往往会演变为双星系统和一颗颗单独的恒星。

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随着种子不断积聚质量，它们渐渐演变为恒星，输出核能，对原气体云中低密度部分的影响也越来越大。大质量恒星开始辐射紫外线光子，加热低密度的气体，过程我们已经在第13页 见过了。我们会在第四章中看到，年轻恒星周围环绕着一片做轨道运动的气体，被称为吸积盘。吸积盘会沿着自转轴方向发射气体喷流。喷流猛烈撞击在附近气体上，将它们加热。由此导致的结果是，某些区域的气体云密度失控后，当地大部分气体会在受热后逃离。结果，像是包含10 ⁴ M _☉ 质量的气体云，就只会形成质量约为100 M _☉ 的恒星。在这么低的 恒星生成效率 下，银河系这样的星系在宇宙漫长的历史中以相当平稳的速率生成着恒星，因为这表明星际气体转化为恒星的速率很低。 Ge7LqMXlS5Oh/NdZnNaVIKD1UWHq+q9zQZb6gKIVfwKRfdjmwucZuVBQoq55T/+4