什麽是紅巨星

紅巨星是恒星燃燒到後期所經歷的壹個較短的不穩定階段，當恒星度過它漫長的青壯年期——主序星階段，步入老年期將會進入。

根據恒星質量的不同，歷時只有數百萬年不等，這與恒星幾十億年甚至上百億年的穩定期相比是非常短暫的。紅巨星時期的恒星表面溫度相對很低，但極為明亮，因為它們的體積非常巨大。

在赫羅圖上，紅巨星是巨大的非主序星，光譜屬於K或M型。之所以被稱為紅巨星是因為看起來的顏色是紅的，體積又很巨大的緣故。金牛座的畢宿五和牧夫座的大角星是紅巨星，獵戶座的參宿四則是紅超巨星。

紅巨星的形成原因：

恒星開始核反應後在反抗引力的持久鬥爭中，其主要武器就是核能。它的核心就是壹顆大核彈，在那裏不斷地爆炸。正是因為這種核動力能自我調節得幾乎精確地與引力平衡，恒星才能在長達數十億年的時間裏保持穩定。

熱核反應發生在極高溫度的原子核之間，因而涉及物質的基本結構。在太陽這樣的恒星中心，溫度達到壹千五百萬開氏度，壓強則為地球大氣壓的三千億倍。

在這樣的條件下，不僅原子失去了所有電子而只剩下核，而且原子核的運動速度也是如此之高，以至於能夠克服電排斥力而結合起來，這就是核聚變。

恒星是在氫分子雲的中心產生的，因而主要由氫組成。氫是最簡單的化學元素，它的原子核就是壹個帶正電荷的質子，還有壹個帶負電荷的電子繞核旋轉。恒星內部的溫度高到使所有電子都與質子分離，而質子就像氣體中的分子在所有方向上運動。

由於同種電荷互相排斥，質子就被壹種電“盔甲”保護著，從而與其他質子保持距離。但是，在年輕恒星核心的壹千五百萬開氏度的高溫下，質子運動得如此之快，以至於當它們相互碰撞時就能夠沖破“盔甲”而粘合在壹起，而不是像橡皮球那樣再彈開。

四個質子聚合，就成為壹個氦核。氦是宇宙中第二位最豐富的元素。氦核的質量小於它賴以形成的四個質子質量之和。

這個質量差只是總質量的千分之七，但是這壹點質量損失轉化成了巨大的能量。像太陽那樣的恒星有壹個巨大的核，在那裏每秒鐘有六億噸氫變成氦。巨大的核能量朝向恒星外部猛烈沖擊就能阻止引力收縮。

然而，“恒定”的演化歷程終將結束，當所有的氫都變成了氦時，核心的火就沒有足夠的燃料來維持，恒星在主序階段的平靜日子就到了盡頭，大動蕩的時期來到了。壹旦燃料用光，熱核反應的速率立即劇減，引力與輻射壓之間的平衡被打破了，引力占據了上風。

有著氦核和氫外殼的恒星，在自身的重力下開始收縮，壓強、密度和溫度都隨之升高，於是恒星外層尚未動用過的氫開始燃燒，產生的結果是外殼開始膨脹，而核心在收縮。

在大約壹億度的高溫下，恒星核心的氦原子核聚變成為碳原子核。每三個氦核聚變成壹個碳核，碳核再捕獲另外的氦核而形成氧核。這些新反應的速度與緩慢的氫聚變完全不同。它們像閃電壹樣快地突然起爆（氦閃耀），而使恒星不得不盡可能地相應調整自己的結構。

經歷約壹百萬年後，核能量的外流漸趨穩定。此後的幾億年裏，恒星處於暫時的平穩，核區的氦在漸漸消耗，氫的燃燒越來越向更外層推進。但是，調整是要付出代價的，這時的恒星將膨脹得極大，以使自己的結構適應於光度的增大。

它的體積將增大十億倍。這個過程中恒星的顏色會改變，因為其外層與高溫的核心區相距很遠，溫度就低了下來。這種狀態的恒星稱為紅巨星。

按壹般理論，紅巨星應有很厚的對流包層。壹般認為，不少恒星在紅巨星階段大概要失去外層物質（這種物質可能形成行星狀星雲），然後成為白矮星。看來紅巨星是大多數恒星要經過的重要演化階段，但要搞清楚紅巨星前後的演化過程，還需要解決許多實測問題和理論問題。