恒星模型

我們永遠無法鑽進一顆恒星去看裡面是什麼，那麼天文學家憑什麼聲稱知道太陽核心的溫度和密度？他們的辦法是建立恒星模型：一套以物理為依據、對恒星隱藏內部從中心到表面逐層進行的詳盡計算。它是一顆你永遠剖不開的恒星的理論「剖面圖」——一顆活在計算機裡的虛擬恒星，被要求遵守與真實恒星相同的定律。

建立模型的辦法，是把恒星結構方程與支撐它的物理一起求解——氣體的壓力如何依賴溫度與密度，它有多不透明，以及它融合得多快。你只需輸入兩樣主要原料：恒星的總質量和它的化學組成，方程便磨算出一套自洽的輪廓：每一半徑處的溫度、壓力、密度和能流。再讓成分隨融合把氫轉成氦而緩慢改變，模型便隨之演化，勾勒出恒星亮度與大小隨時間的變化。

恒星模型，是我們得以了解恒星內部與生命週期幾乎一切的途徑。它預言太陽中心為一千五百萬克耳文，預言一顆重十倍的恒星只活幾千萬年，預言一顆恒星會膨脹成紅巨星、最終以白矮星收場——這些預言要用星光、星團、日震學（太陽的振動）以及直接來自核心的中微子去檢驗。模型很強大，卻並不完美：對流、混合和質量損失都用近似來處理，所以最好的模型也要不斷地拿來與觀測對照、修正。