恆星演化與死亡
紅巨星支
想像太陽膨脹到它發光的表面伸展到今天水星和金星軌道之外——大到足以把它們整個吞沒,發出深沉的橙紅色光。那個臃腫、寒冷而又燦爛的階段,就是紅巨星支,是等待著太陽以及每一顆類似恒星的、戲劇性的暮年。這名字道盡一切:紅,因為膨脹的表面很冷;巨,因為它長得無比龐大;支,因為它在天文學家用來描繪恒星的圖上形成一條獨特的斜線。
在內部,這顆恒星有一種奇異的雙重性格。核心是一團緻密的、不參與反應的氦,被重力擠壓成緊湊而極熱的狀態,氫聚變就在緊貼它的一層薄殼裡轟然進行。這層殼傾瀉出如此多的能量,使恒星的外層膨脹到太陽半徑的幾百倍,表面冷卻到紅潤的三千至四千克耳文——可正因為表面如此遼闊,整顆恒星的總亮度仍是太陽的幾百乃至幾千倍。隨著氦核不斷收縮升溫,恒星沿著這條支往越來越大的體積和光度攀升。一顆類太陽恒星在這段攀升上約要花十億年。
紅巨星支的意義遠超一顆恒星的傳記。這條支的頂端——低質量恒星在核心點燃氦之前所能達到的最亮處——其光度異常一致,這使它成為測量到其他星系距離的標準燭光。紅巨星還開始透過溫和的星風把加工過的物質送回太空,用它們深處造出的碳和氮播撒整個星系。一個常見的混淆是:紅巨星並不是另一顆不同於它當年那顆主序星的恒星;它就是同一顆恒星的後一個篇章,大得驚人,但其外層的平均密度實際上比你呼吸的空氣還稀薄。
金牛座那隻橙色的眼睛——畢宿五,是一顆直徑約為太陽四十四倍的紅巨星。若把它擺在太陽的位置,它的表面會幾乎延伸到水星軌道——這是我們自己這顆恒星將變成什麼模樣的生動寫照。
紅巨星就是那同一顆恒星,膨脹得無比龐大,冷卻成深紅色的光。
紅巨星龐大卻稀薄:它的外層包層比空氣還稀疏,幾乎全部質量都被壓進一個比地球還小的核心裡。「巨」指的是體積,不是重量。
又稱
另見