恆星演化與死亡
水平分支
氦閃的戲劇性過後,低質量恒星抵達一處新的、更平靜的臺地。它從臃腫的紅巨星尺寸收縮回來,如今在核心穩穩地燃燒氦。在天文學家描繪恒星群體的圖上,這些恒星沿著一條近乎平坦的水平條帶排開——名字便由此而來,水平分支。某種意義上,這是恒星的第二段成年期:一個穩定、產能的階段,比主序短,卻建立在同樣的穩定核心聚變這一理念之上。
這裡的恒星擁有一座兩層的爐子。在核心,氦通過三阿爾法過程聚變成碳和氧;在那核心周圍,一層氫殼也在持續聚變。這種雙重燃燒給出一個穩定的結構,對類太陽恒星可維持約五千萬到一億年——遠比它一百億年的主序短,因為氦釋放的能量比氫少得多,而恒星此時又很明亮。這條支在赫羅圖上之所以「水平」,是因為支上的恒星光度相近,卻在一段表面溫度範圍內鋪開,從又冷又偏紅到又熱又偏藍,取決於每顆恒星各自保留了多少外層包層。
水平分支是研究古老恒星群體的有力工具,尤其在球狀星團裡,它確切的形狀和顏色編碼著星團的年齡、化學成分和質量損失的歷史。它當中有名的一段含有天琴座RR型變星,這類星以規律的節拍脈動,充當測量我們銀河系內部距離的標準燭光。一處易混淆之處:水平分支是低質量恒星版本,對應的是更重恒星無需氦閃便達到的溫和、平滑的氦點燃——同樣的核心聚變,只是進門的方式不同。
在哈勃拍攝的一個球狀星團裡,水平分支呈現為一片橫向鋪開、亮度幾乎相同的恒星,從藍一直延伸到紅。它中段那處天琴座RR型變星的空隙標出恒星脈動之處,讓天文學家得以讀出星團的距離。
水平分支上的恒星在核心燃燒氦時,都以相近的功率發光。
水平分支上的恒星又老又輕,並不年輕——它們看起來又熱又藍,不是因為剛出生,而是因為氦聚變重塑了它們。這裡的顏色反映的是演化,而非年輕。
又稱
另見