恒星 （天文学词汇）

简介

恒星会在核心进行核聚变，以产生能量并向外传输，然后从表面辐射到外层空间。一旦核心的核反应殆尽，恒星的生命就即将结束。在生命的尽头，恒星也会包含简并物质。恒星大小与质量的不同会导致其不同的结局：白矮星、中子星、黑洞。两颗或更多受到引力束缚的恒星可以形成双星或聚星，当这样的恒星在相对较近的轨道上时，其间的物质交流可以对它们的演化产生重大的影响。

研究简史

人类对恒星的观测历史悠久。古埃及人以天狼星在东方地平线的出现的时刻，预测尼罗河的泛滥。中国商朝就设立专门官员观测大火星（心宿二）在东方的出现，确定岁首的时刻；宋朝的司天监在观测时发现了金牛座位置的超新星——天关客星；明朝的航海者则利用航海九星来判断方向。

许多古代的天文学家都相信恒星被固定在永恒的天球上，并且永远不会变化。经由相约成俗，天文学家将一群一群的恒星集合组成星座或者星宿，并且用它们来定位行星在天空中的运动。太阳在星空背景运动的周期被用来创造历法和进行农耕时节上的指导。现在几乎全球都在使用的格里历（公元纪年法）就是依据最靠近地球的恒星——太阳为基础建立的。

最古老的，标有精确日期的星图出现在公元前1534年的古埃及。伊斯兰天文学家为许多恒星取得阿拉伯文名称一直到今天都还在使用，他们还发明了许多天文仪器可以测量和计算恒星的位置。然而，很长一段时间内，人们对于恒星还有误解。在1584年，焦尔达诺·布鲁诺发展了尼古拉斯·哥白尼的日心说，认为天上的恒星像太阳一样，也可能有其他行星，他因此被当作“异端”。古代的希腊哲学家德谟克利特和伊壁鸠鲁曾经提出和他一样的想法。17世纪牛顿发现万有引力以后，人们对于恒星的误解逐渐消除。贝塞尔在1838年首度利用视差的技术测出一颗恒星（天鹅座61）的距离是11.4光年，这揭示了太空的广大和天体距离的遥远。威廉·赫歇尔是第一位尝试确定恒星在天空中分布状态的天文学家。在1780年代，他用量测器对600个方向进行了一系列的测量，计算沿着视线方向可以看见的恒星数目，从而绘出了第一幅银河系（银盘）的星图。

约瑟夫·夫琅禾费和安吉洛·西奇开创了科学的天体光谱学，他们发现恒星光谱中黑暗的谱线是由大气层吸收特定频率的波长造成的。20世纪，恒星研究开始转向物理方向。1913年，赫罗图问世，它推动了恒星物理学的研究，恒星内部结构的解释和恒星演化的模型被成功地提出。因为量子力学的发展，恒星光谱中的问题也能很好地得到解决。当今世界，由于科学技术的迅速发展，各种望远镜不断建成，人类对于恒星的研究越来越详细了。

分类

在宇宙中存在众多类型的恒星，不同类型的恒星其起源与演化是不同的，需要对恒星进行分类。

1.光谱分类

普遍认可的恒星分类是光谱分类。

依据恒星光谱中的某些特征与谱线和谱带，以及这些谱线和谱带的相对强度，同时也考虑连续谱的能量分布，将恒星划分为以下大类型。

2.依据光度与温度的比较图

依据恒星在赫罗图的位置，将恒星划分为白矮星、主序星、巨星、超巨星等。

3.依据恒星的稳定性

划分为稳定、不稳定恒星。

4.依据恒星体积与质量

划分为小型、中型、大型、超大型恒星。

5.依据恒星与其他星球的关系以及运动情况，划分为以下类型。

孤星型恒星

孤星型恒星在宇宙空间孤立存在，不在星系中，没有与其它星球形成关系。该类型恒星在宇宙中一般呈直线运动。其形态为球形和非球形。

主星型恒星

这类恒星捕获小质量天体形成绕其旋转的星系，恒星位于中心是主星，其它小质量天体如行星彗星等绕其旋转是从星。在宇宙中一般呈直线运动。形态为球形和非球形。

从属型恒星

这类恒星绕大质量天体进行转动，没有小质量天体绕其旋转。该类型恒星存在公转和自转，其运动轨道为圆形、近圆形和椭圆形，其形态为球形或近球形。

伴星型恒星

这类恒星与大质量体星球形成相互绕转，形成伴星关系。伴星间围绕共同质点公转，存在自转和公转，其形态为球形或近球形。

混合型恒星

这类恒星绕大质量天体进行转动，同时有小质量天体绕其旋转或有伴星。存在公转和自转，其形态为球形或近球形。如太阳。

6.依据恒星成因或起源

划分为碎块型恒星、凝聚型恒星、捕获型恒星。

7.依据恒星结构

划分为简单型恒星即非圈层状结构恒星、复杂型恒星即圈层状结构恒星。

8.依据温度

划分为低温型恒星、中低温型恒星、中温型恒星、中高温型恒星、高温型恒星。

9.依据寿命

划分为短命型恒星、长命型恒星。

演化

恒星都是气态星球。晴朗无月的夜晚，且无光污染的地区，一般人用肉眼大约可以看到6000多颗恒星，借助于望远镜，则可以看到几十万乃至几百万颗以上。估计银河系中的恒星大约有1500-4000亿颗，我们所处的太阳系的主星太阳就是一颗恒星。

恒星的两个重要的特征就是温度和绝对星等。大约100年前，丹麦的艾依纳尔·赫茨普龙（EinarHertzsprung）和美国的享利·诺里斯·罗素（HenryNorrisRussell）各自绘制了查找温度和亮度之间是否有关系的图，这张关系图被称为赫罗图，或者H-R图。在H-R图中，大部分恒星构成了一个在天文学上称作主星序的对角线区域；在主星序中，恒星的绝对星等增加时，其表面温度也随之增加。90%以上的恒星都属于主星序，太阳也是这些主星序中的一颗。巨星和超巨星处在H-R图的右侧较高较远的位置上；白矮星的表面温度虽然高，但亮度不大，所以他们只处在该图的中下方。

恒星演化是一个恒星在其生命期内（发光与发热的期间）的连续变化。生命期则依照星体大小而有所不同。单一恒星的演化并没有办法完整观察，因为这些过程可能过于缓慢以致于难以察觉。因此天文学家利用观察许多处于不同生命阶段的恒星，并以计算机模型模拟恒星的演变。

天文学家赫茨普龙和哲学家罗素首先提出恒星分类与颜色和光度间的关系，建立了被称为“赫-罗图的”恒星演化关系，揭示了恒星演化的秘密。“赫-罗图”中，从左上方的高温和强光度区到右下的低温和弱光区是一个狭窄的恒星密集区，我们的太阳也在其中；这一序列被称为主星序，90%以上的恒星都集中于主星序内。在主星序区之上是巨星和超巨星区；左下为白矮星区。

天文学家经由观测恒星的光谱、光度和在空间中的运动，可以测量恒星的质量、年龄、金属量和许多其他的性质。恒星的总质量是决定恒星演化和最后命运的主要因素。其他特征，包括直径、自转、运动和温度，都可以在演变的历史中进行测量。描述许多恒星的温度对光度关系的图，也就是赫罗图（H-R图），可以测量恒星的年龄和演化的阶段。

恒星并非平均分布在星系之中，多数恒星会彼此受引力影响而形成聚星，如双星、三合星、甚至形成星团等由数万至数百万计的恒星组成的恒星集团。当两颗双星的轨道非常接近时，其引力作用或会对它们的演化产生重大的影响，例如一颗白矮星从它的伴星获得吸积盘气体成为新星。

形成

在宇宙发展到一定时期，宇宙中充满均匀的中性原子气体云，大体积气体云由于自身引力而不稳定造成塌缩。这样恒星便进入形成阶段。在塌缩开始阶段，气体云内部压力很微小，物质在自引力作用下加速向中心坠落。当物质的线度收缩了几个数量级后，情况就不同了，一方面，气体的密度有了剧烈的增加，另一方面，由于失去的引力位能部分的转化成热能，气体温度也有了很大的增加，气体的压力正比于它的密度与温度的乘积，因而在塌缩过程中，压力增长更快，这样，在气体内部很快形成一个足以与自引力相抗衡的压力场，这压力场最后制止引力塌缩，从而建立起一个新的力学平衡位形，称之为星坯。

如果温度不足以点燃氢核，会形成褐矮星。

星坯的力学平衡是靠内部压力梯度与自引力相抗衡造成的，而压力梯度的存在却依赖于内部温度的不均匀性（即星坯中心的温度要高于外围的温度），因此在热学上，这是一个不平衡的系统，热量将从中心逐渐地向外流出。这一热学上趋向平衡的自然倾向对力学起着削弱的作用。于是星坯必须缓慢的收缩，以其引力位能的降低来升高温度，从而来恢复力学平衡；同时也是以引力位能的降低，来提供星坯辐射所需的能量。这就是星坯演化的主要物理机制。下面我们利用经典引力理论大致地讨论这一过程。考虑密度为ρ、温度为T、半径为r的球状气云系统，气体热运动能量：

ET=RT=T

(1)将气体看成单原子理想气体，μ为摩尔质量，R为气体普适常数

为了得到气云球的的引力能Eg，想象经球的质量一点点移到无穷远，将球全部移走场力作的功就等于-Eg。当球质量为m，半径为r时，从表面移走dm过程中场力做功：

dW=-=-G()1/3m2/3dm

(2)所以：-Eg=-()1/3m2/3dm=G(M5/3

于是：Eg=-(2），

气体云的总能量：E=ET+EG(3)热运动使气体分布均匀，引力使气体集中。两者共同作用。当E>0时热运动为主，气云是稳定的，小的扰动不会影响气云平衡；当E<0时，引力为主，小的密度扰动产生对均匀的偏离，密度大处引力增大，使偏离加强而破坏平衡，气体开始塌缩。由E≤0得到产生收缩的临界半径：

(3)原始气云密度小，临界质量很大。所以很少有恒星单独产生，大部分是一群恒星一起产生成为星团。球形星团可以包含10→10个恒星，可以认为是同时产生的。

我们已知：太阳质量：M=2×10，半径R=7×10，我们带入（2）可得出太阳收缩到今天这个状态以释放的引力能

太阳的总光度L=4×10erg·s如果这个辐射光度靠引力为能源来维持，那么持续的时间是：11×10年

很多证明表明，太阳稳定的保持着今天的状态已有5×10年了，因此，星坯阶段只能是太阳形成像今天这样的稳定状态之前的一个短暂过渡阶段。这样提出新问题，星坯引力收缩是如何停止的？此后太阳辐射又是以什么为能源？

稳定期

主序星阶段在收缩过程中密度增加，我们知道ρ∝r，由式（4),rc∝r，所以rc比r减小的更快，收缩气云的一部分又达到新条件下的临界，小扰动可以造成新的局部塌缩。如此下去在一定的条件下，大块气云收缩为一个凝聚体成为原恒星，原恒星吸附周围气云后继续收缩，表面温度不变，中心温度不断升高，引起温度、密度和气体成分的各种核反应。产生热能使气温升得极高，气体压力抵抗引力使原恒星稳定下来成为恒星，恒星的演化是从主序星开始的。恒星的成份大部分是H和He，当温度达到10K以上，即粒子的平均热动能达1eV以上，氢原子通过热碰撞就充分的电离了（氢的电离能是13.6eV），在温度进一步升高后，等离子气体中氢核与氢核的碰撞就可能引起核反应。对纯氢的高温气体，最有效的核反应系列是所谓的P-P链：

其中主要是D(p，γ）He反应。D（氘，氢的同位素，由一个质子和一个中子组成）含量只有氢的10左右，很快就燃完了（其原理与现代氢弹武器类似）。如果开始时D比He（氦3，氦的同位素，由2个质子和1个中子组成）含量多，则反应生成的H（氚，氢的同位素，由1个质子和2个中子组成，衰变会变成氦3）可能就是恒星早期He的主要来源，由于对流到达恒星表面的这种He，有可能还保留着。

Li，Be，B等轻核和D一样结合能很低，含量只是H的2×10左右，当中心温度超过3×10K就开始燃烧，引起（p，α）和（p，α）反应，很快成为He和He。中心温度达到10K，密度达到10kg/m左右时，产生的氢转化为He的4H→He过程。这主要是p-p和CNO循环。同时含有H和He是发生p-p链反应，有以下三个分支组成：

p-p1（只有H)p-p2（同时有H、He)p-p3

或假设H和He的重量比相等。随温度升高，反应从p-p1逐渐过渡到p-p3，

而当T>1.5×10K时，恒星中燃烧H的过程就可过渡到以CNO循环为主了。

当恒星内混杂有重元素C和N时，他们能作为触媒使1H变为4He，这就是CNO循环，CNO循环有两个分支：

或总反应率取决于最慢的N(p，γ）O、的（p，α）和（p，γ）反应分支比约为2500：1。

这个比值几乎与温度无关，所以在2500次CNO循环中有一次是CNO-2。

在p-p链和CNO循环过程中，净效果是H燃烧生成He：

在释放出的26.7MeV能量中，大部分消耗给恒星加热和发光，成为恒星的主要来源。

前面我们提到恒星的演化是从主星序开始的，那么什么是主星序呢？等H稳定地燃烧为He时，恒星就成了主序星。人们发现有百分之八十至九十的恒星都是主序星，他们共同特征是核心区都有氢正在燃烧，他们的光度、半径和表面温度都有所不同，后来证明：主序星的定量上差别主要是质量不同，其次是他们的年龄和化学成份，太阳这段历程约千万年。

观察到的主序星的最小质量大约为0.1M。模型计算表明，当质量小于0.08M时，星体的收缩将达不到氢的点火温度，从而形不成主序星，这说明对于主序星它有一个质量下限。观察到的主序星的最大质量大约是几十个太阳质量。理论上讲，质量太大的恒星辐射很强，内部的能量过程很剧烈，因此结构也越不稳定。但是理论上没有一个质量的绝对上限。

当对某一星团作统计分析时，人们却发现主序星有一个上限，这说明什么？我们知道，主序星的光度是质量的函数，这函数可分段的用幂式表示：

L∝M

其中v不是一个常数，它的值大概在3.5到4.5之间。M大反映主序星中可供燃烧的质量多，而L大反映燃烧的快，因此主序星的寿命可近似用M与L的商标来标志：

T∝M

即主序星寿命随质量增大而按幂律减小，如果整个星团已存在的年龄为T，那就可以由T与M的关系式求出一个截止质量M。质量大于M的主序星已结束核心的H燃烧阶段而不是主序星了，这就是观察到由大量同年龄星组成的星团有上限的原因。

我们就讨论观测到的恒星中大部分是主序星的原因，表1根据一25M的恒星演化模型，列出了各种元素的点火温度及燃烧所持续的时间。

从表上看出，原子序数大的核有更高的点火温度，Z大的核不仅难于点火，点火后燃烧也更剧烈，因此燃烧持续的的时间也就更短。这颗25M的模型星的燃烧阶段的总寿命为7.5×10年，而其中百分之九十以上的时间是氢燃烧阶段，即主星序阶段。从统计角度讲，这表明找到一颗处于主星序阶段的恒星几率要大。这正是观察到的恒星大多数为主序星的基本原因。

晚年

主序后的演化由于恒星形成是它的主要成份是氢，而氢的点火温度又比其他元素都低，所以恒星演化的第一阶段总是氢的燃烧阶段，即主序阶段。在主序阶段，恒星内部维持着稳衡的压力分布和表面温度分布，所以在整个漫长的阶段，它的光度和表面温度都只有很小的变化。下面我们讨论，当星核区的氢燃烧完毕后，恒星有将怎么进一步演化？

恒星在燃烧尽星核区的氢之后，就熄火，这时核心区主要是氦，它是燃烧的产物，外围区的物质主要是未经燃烧的氢，核心熄火后恒星失去了辐射的能源，它便要引力收缩是一个起关键作用的因素。一个核燃烧阶段的结束，表明恒星内各处温度都已低于在该处引起点火所需要的温度，引力收缩将使恒星内各处的温度升高，这实际上是寻找下一次核点火所需要的温度，引力收缩将使恒星内各处的温度全面的升高，主序后的引力收缩首先点着的不是核心区的氦（它的点火温度高的太多），而是核心与外围之间的氢壳，氢壳点火后，核心区处于高温状态，而仍没核能源，它将继续收缩。这时，由于核心区释放的引力位能和燃烧中的氢所释放的核能，都需要通过外围不燃烧的氢层必须剧烈地膨胀，即让介质辐射变得更透明，来排出多余的热能来维持热平衡。而氢层膨胀又使恒星的表面温度降低了，所以这是一个光度增加、半径增加、而表面变冷的过程，这个过程是恒星从主星序向红巨星过渡，过程进行到一定程度，氢区中心的温度将达到氦点火的温度，于是又过渡到一个新阶段--氦燃烧阶段。

在恒星中心发生氦点火前，引力收缩以使它的密度达到了10g·cm的量级，这时气体的压力对温度的依赖很弱，那么核反应释放的能量将使温度升高，而温度升高反过来又加剧核反应速率，于是一旦点火，很快就会燃烧的十分剧烈，以至于爆炸，这种方式的点火称为“氦闪光”，因此在现象上会看到恒星光度突然上升到很大，后来又降的很低。

另一方面，当引力收缩时它的密度达不到10g·cm量级，此时气体的压力正比于温度，点火温度升高导致压力升高，核燃烧区就会有所膨胀，而膨胀导致温度降低，因此燃烧就能稳定的进行，所以这两种点火情况对演化进程的影响是不同的。

恒星在发生“氦闪光”之后又怎么演变呢？闪光使大量能量的释放很可能把恒星外层的氢气都吹走，剩下的是氦的核心区。氦核心区因膨胀而减小了密度，以后氦就有可能在其中正常的燃烧了。氦燃烧的产物是碳，在氦熄火后恒星将有一个碳核心区氦外壳，由于剩下的质量太小引力收缩已不能达到碳的点火温度，于是它就结束了以氦燃烧的演化，而走向热死亡。

由于引力塌缩与质量有关，所以质量不同的恒星在演化上是有差别的。

M<0.08M的恒星：氢不能点火，它将没有氦燃烧阶段而直接走向死亡。

0.08<M<0.35M的恒星：氢能点火，氢熄火后，氢核心区将达不到点火温度，从而结束核燃烧阶段。

0.35<M<2.25M的恒星：它的主要特征是氦会点火而出现"氦闪光"。

2.25<M<4M的恒星：氢熄火后氦能正常地燃烧，但熄火后，碳将达不到点火温度。这里的反应有：

在核反应初期，温度达到10K量级时，CNO循环产生的13C，17O能和4He发生新的（α，n）反应，形成16O和20Ne，在核反应进行了很长时间后，Ne(p，γ）Na（β+，ν）Na中的Na以及N吸收两个He形成的Ne能发生（α，n）反应形成Mg和Mg等，这些反应作为能源并不重要，但发出的中子可进一步发生中子核反应。

4<M<8→10M的恒星，这是一个情况不清楚的范围，或许碳不能点火，或许出现"碳闪光"，或许能正常地燃烧，因为这是最后的中心温度已较高，一些较敏感的因素，如：中微子的能量损失把情况弄得模糊了。

核反应结束后，当中心温度达到10K时，开始发生C,O,Ne燃烧反应，这主要是C-C反应，O-O反应，以及20Ne的γ，α反应：

8→10M<M的恒星：氢、氦、碳、氧、氖、硅都能逐级正常燃烧。最后在中心形成一个不能在释放能量的核心区，核心区外面是各种能燃烧而未烧尽的氢元素壳层。核燃烧阶段结束时，整个恒星呈现由内至外分层（Fe,Si,Mg,Ne,O,C,He,H）结构。

终局

我们已经知道，对质量小于8M的恒星，它会因不能到达下一级和点火温度而结束它的核燃烧阶段；对于质量更大的恒星，它将在核心区耗尽燃料之后结束它的核燃烧阶段，在这以后，恒星的最终归宿是什么?

小质量的恒星（如太阳），起先会膨胀，在这个阶段的恒星我们称之红巨星，然后会塌缩，变成白矮星，辐射、丧失能量，再成为黑矮星，最终消失。

大质量的恒星，≥7个太阳密度（8M<M）的恒星则会变成红超巨星，它会选择以超新星爆发的形式结束生命，最终会成为中子星或黑洞（古代有记载，由于超新星光量大，一颗超新星爆发，连续几个月都可以在晚上看到），中子星最终丧失能量，形成黑矮星。而黑洞会向外射粒子，或许会变成白洞，或许会完全蒸发。

一旦停止了核燃烧，恒星必定要发生引力收缩，这是因为恒星内部维持力学平衡的压力是与它的温度相联系的。因此，如果恒星在一“最终"的平衡位形，它必须是一个"冷的"平衡位形，即它的压力与它的温度无关。

主序星核心H耗尽后，离开主序是阶段开始了它最后的历程。结局主要取决于质量。对于质量很小的星体由于质量小，物体内部的自引力并不重要，固体内部的平衡是正负离子间的净库仑引力于电子间的压力来达到平衡的。

当星体质量再大些，直到自引力不可忽略时，这时自引力加大了内部的密度和压力，压力的加大是物质发生压力电离，从而逐渐是固体的电约束瓦解，而过渡为等离子气体。加大质量，即加大密度，此时压力于温度无关，从而达到一种"冷的"平衡位形，等离子体内电子的动能一大足以在物质内部引起β衰变：

这里p是原子核中的质子，这样的反应大致在密度达到10g·cm的时候，它将逐渐地是负离子体中的原子核变为富中子核，原子核中出现过多的中子，导致核结构松散，当密度超过4×10g·cm是中子开始从原子核中分离出来，成为自由中子，自引力于中子间压力达到平衡。如果当质量变大使中子气体间压力已不能抵御物质自引力，而形成黑洞，但由于大多数恒星演化后阶段使得质量小于它的初始质量，例如恒星风，"氦闪光"，超新星爆发等，它们会是恒星丢失一个很大的百分比质量，因此，恒星的终局并不是可以凭它的初始质量来判断的，它实际上取决于演化的进程。那么我们可以得出这样的结论。8→10M以下的恒星最终间抛掉它的一部分或大部分质量而变成一个白矮星。8M以上的恒星最终将通过星核的引力塌缩而变成中子星或黑洞，也就是说，塌缩的内核质量在太阳1.44倍——到5倍的恒星，最终成为中子星，塌缩的内核质量在太阳5倍以上的恒星，最终成为黑洞。

观测到的恒星质量范围一般为0.1→60M。质量小于0.08M的天体不能达到点火温度。因此，不发光，不能成为恒星。质量大于60M⊙的天体中心温度过高而不稳定，至今仅发现70个以下。

结构

根据实际观测和光谱分析，我们可以了解恒星大气的基本结构。一般认为在一部分恒星中，最外层有一个类似日冕状的高温低密度星冕。它常常与星风有关。有的恒星已在星冕内发现有产生某些发射线的色球层，其内层大气吸收更内层高温气体的连续辐射而形成吸收线。人们有时把这层大气叫作反变层，而把发射连续谱的高温层叫作光球。其实，形成恒星光辐射的过程说明，光球这一层相当厚，其中各个分层均有发射和吸收。光球与反变层不能截然分开。太阳型恒星的光球内，有一个平均约十分之一半径或更厚的对流层。在上主星序恒星和下主星序恒星的内部，对流层的位置很不相同。能量传输在光球层内以辐射为主，在对流层内则以对流为主。

对于光球和对流层，我们常常利用根据实际测得的物理特性和化学组成建立起来的模型进行较详细的研究。我们可以从流体静力学平衡和热力学平衡的基本假设出发，建立起若干关系式，用以求解星体不同区域的压力、温度、密度、不透明度、产能率和化学组成等。在恒星的中心，温度可以高达数百万度乃至数亿度，具体情况视恒星的基本参量和演化阶段而定。在那里，进行着不同的产能反应。一般认为恒星是由星云凝缩而成，主星序以前的恒星因温度不够高，不能发生热核反应，只能靠引力收缩来产能。进入主星序之后，中心温度高达700万度以上，开始发生氢聚变成氦的热核反应。这个过程很长，是恒星生命中最长的阶段。氢燃烧完毕后，恒星内部收缩，外部膨胀，演变成表面温度低而体积庞大的红巨星，并有可能发生脉动。那些内部温度上升到近亿度的恒星，开始发生氦碳循环。在这些演化过程中，恒星的温度和光度按一定规律变化，从而在赫罗图上形成一定的径迹。最后，一部分恒星发生超新星爆炸，气壳飞走，核心压缩成中子星一类的致密星而趋于“死亡”（见恒星的形成和演化）。

特征

恒星的一切几乎都取决于它最初的质量，包括本质特征，例如光度和大小，还有演变、寿命和最终的命运。

年龄

多数恒星的年龄在10亿至100亿岁之间，有些恒星甚至接近观测到的宇宙年龄—132亿岁。目前发现最老的恒星估计的年龄是134亿岁。

质量越大的恒星，寿命通常越短暂，主要是因为质量越大的恒星核心的压力也越高，造成燃烧氢的速度也越快。许多超大质量的恒星平均只有一百万年的寿命，但质量最轻的恒星（红矮星）以很慢的速率燃烧它们的燃料，寿命可以持续几十到上万亿年。

直径

由于和地球的距离遥远，除了太阳之外的所有恒星在肉眼看来都只是夜空中的一个光点，并且它们进入到地球的光受到大气层的扰动，在人眼中看到就是恒星在“闪烁”。太阳也是恒星，但因为很靠近地球所以不仅看起来呈现圆盘状，还提供了白天的光线。除了太阳之外，看起来最大的恒星是剑鱼座R，它的是直径是0.057角秒。

我们对恒星的了解大多数来自理论的模型和模拟，而这些理论只是建立在恒星光谱和直径的测量上。除了太阳之外，首颗被测量出直径的恒星是参宿四，是由亚伯特·亚伯拉罕·米歇尔森在1921年使用威尔逊山天文台100吋的胡克望远镜完成（约1150个太阳直径）。

对地基的望远镜而言，绝大多数的恒星盘面都太小而无法察觉其角直径，因此要使用干涉仪望远镜才能获得这些恒星的影像。另一种测量恒星角直径的技术是掩星：这种技术精确的测量被月球掩蔽时光度减弱的过程（或再出现时光度回升的过程），依此可以计算出恒星的视直径。

恒星的尺寸，从小到只有20公里到40公里的中子星，到像猎户座参宿四的超巨星，直径是太阳的1150倍，大约16亿公里，但是密度比太阳低很多。目前观测到的体积最大恒星是大犬座VY，体积约为太阳的100亿倍，质量达50倍太阳质量。

动能

一颗恒星相对于太阳运动可以提供这颗恒星的年龄和起源的有用信息，并且还包括周围的星系结构和演变。一颗恒星运动的成分包括径向速度是接近或远离太阳，和横越天空的角动量，也就是所谓的自行。

径向速度是由恒星光谱中的多普勒位移来测量，它的单位是公里/秒。恒星的自行是经由精密的天体测量来确认，其单位为百万分之一弧秒（mas)/年。经由测量恒星的视差，自行可以换算成实际的速度单位。恒星自行速率越高的通常就是比较靠近太阳，这也使高自行的恒星成为视差测量的理想候选者。

一旦两种运动都已测出，恒星相对于太阳恒星系的空间速度就可以算出来。在邻近的恒星中，已经发现第一星族的恒星速度通常比较老的第二星族的恒星低，而后者是以倾斜于平面的椭圆轨道运转的。比较邻近恒星的动能也能导出和证明星协的结构，它们就像起源于同一个巨大的分子云中共同向着同一个点运动的一群恒星。

磁场

恒星的磁场起源于恒星内部对流的循环开始产生的区域。具有导电性的等离子像发电机，引起在恒星中延伸的磁场。磁场的强度随着恒星的质量和成分而改变，表面磁性活动的总量取决于恒星自转的速率。表面的活动会产生星斑，是表面磁场较正常强而温度较正常低的区域。拱型的星冕圈是从磁场活跃地区进入星冕的光环，星焰是由同样的磁场活动喷发出的高能粒子爆发的现象。

由于磁场的活动，年轻、高速自转的恒星倾向于有高度的表面活动。磁场也会增强恒星风，然而自转的速率有如闸门，随着恒星的老化而逐渐减缓。因此，像太阳这样高龄的恒星，自转的速率较低，表面的活动也较温和。自转缓慢的恒星活动程度倾向于周期性的变化，并且可能在周期中暂时停止活动。像是蒙德极小期的例子，太阳有大约70年的时间几乎完全没有黑子活动。

自转

恒星的自转可以透过分光镜概略的测量，或是追踪星斑确实的测量。年轻恒星会有很高的自转速度，在赤道可以超过100公里/秒。例如，B型的水委一在自转的赤道速度就高达225公里/秒甚至更高，使得赤道半径比极赤道大了50%。这样的速度仅比让水委一分裂的临界速度300公里/秒低了一些。相较之下，太阳以25–35天的周期自转一圈，在赤道的自转速度只有1.994公里/秒。恒星的磁场和恒星风对主序带上恒星的自转速率的减缓，在演变有着重要的影响。

简并恒星压缩成非常致密的物质，同时造成高速的自转。但是相较于它们在低自转速速的状态由于角动量守恒，—一个转动的物体会以增加自转的速率来补偿尺寸上的缩减，而绝大部分消散的角动量是经向外吹拂恒星风带走的。无论如何，波霎的自转是非常快速的，例如在蟹状星云核心的波霎，自转速率为每秒30转。波霎的自转速率会因为辐射发射而减缓。

温度

在主序带上恒星的表面温度取决于核心能量生成的速率和恒星的半径，并且可以使用色指数来估计。它通常被作为有效温度，也就是被理想化的黑体在表面辐射出的能量使单位表面积有着相同的光度时所对应的温度。然而要注意的是有效温度只是一个代表的数值，因为实际上恒星的温度从核心表至面是有随着距离增加而减少的梯度，在核心区域的温度通常都是数百万度K。

恒星的温度可以确定不同元素被电离或被活化的比率，结果呈现在光谱吸收线的特征。恒星的表面温度，与他的目视绝对星等和吸收特点，被用来作为恒星分类的依据。

大质量的主序星表面温度可以高达40,000K，像太阳这种较小的恒星表面温度就只有几千度。相对来说，红巨星的表面只有3,600K的低温，但是因为巨大的表面积而有高亮度。

恒星表面的温度一般用有效温度来表示，它等于有相同直径、相同总辐射的绝对黑体的温度。恒星的光谱能量分布与有效温度有关，由此可以定出W、O、B、A、F、G、K、M等光谱型（也可以叫作温度型）温度相同的恒星，体积越大，总辐射流量（即光度）越大，绝对星等越小。恒星的光度级可以分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ，依次称为：Ⅰ超巨星、Ⅱ亮巨星、Ⅲ正常巨星、Ⅳ亚巨星、Ⅴ矮星、Ⅵ亚矮星、Ⅶ白矮星。太阳的光谱型为G2V，颜色偏黄，有效温度约5,770K。A0V型星的色指数平均为零，温度约10,000K。恒星的表面有效温度由早O型的几万度到晚M型的几千度，差别很大。

距离

离地球最近的恒星是太阳。其次是处于半人马座的比邻星，它发出的光到达地球需要4.3年。

恒星的星等相差很大，这里面固然有恒星本身发光强弱的原因，但是离开我们距离的远近也起着显著的作用。测定恒星距离最基本的方法是三角视差法，此法主要用于测量较近的恒星距离，过程如下，先测得地球轨道半长径在恒星处的张角（叫作周年视差），再经过简单的运算，即可求出恒星的距离。这是测定距离最直接的方法。在十六世纪哥白尼公布了他的日心说以后，许多天文学家试图测定恒星的距离，但都由于它们的数值很小以及当时的观测精度不高而没有成功。直到十九世纪三十年代后半期，才取得成功。

然而对大多数恒星说来，这个张角太小，无法测准。所以测定恒星距离常使用一些间接的方法，如分光视差法、星团视差法、统计视差法以及由造父变星的周光关系确定视差，等等。这些间接的方法都是以三角视差法为基础的。自二十世纪二十年代以后，许多天文学家开展这方面的工作，到二十世纪九十年代初，已有8000多颗恒星的距离被用照相方法测定。在二十世纪九十年代中期，依靠“依巴谷”卫星进行的空间天体测量获得成功，在大约三年的时间里，以非常高的准确度测定了10万颗恒星的距离。

恒星的距离，若用千米表示，数字实在太大，为使用方便，通常采用光年作为单位。1光年是光在一年中通过的距离。真空中的光速是每秒30万千米，乘一年的秒数，得到1光年约等于9.46万亿公里。

星等

恒星的亮度常用星等来表示。恒星越亮，星等越小。在地球上测出的星等叫视星等；归算到离地球32.6光年处时的星等叫绝对星等。使用对不同波段敏感的检测元件所测得的同一恒星的星等，一般是不相等的。目前最通用的星等系统之一是U（紫外）B（蓝）、V（黄）三色系统。B和V分别接近照相星等和目视星等。二者之差就是常用的色指数。太阳的V=-26.74等，绝对目视星等M=+4.83等，色指数B-V=0.63，U-B=0.12。由色指数可以确定色温度。

大小

恒星的真直径可以根据恒星的视直径（角直径）和距离计算出来。常用的干涉仪或月掩星方法可以测出小到0.01的恒星的角直径，更小的恒星不容易测准，加上测量距离的误差，所以恒星的真直径可靠的不多。根据食双星兼分光双星的轨道资料，也可得出某些恒星直径。对有些恒星，也可根据绝对星等和有效温度来推算其真直径。用各种方法求出的不同恒星的直径，有的小到几公里量级，有的大到10公里以上。恒星的大小相差也很大，有的是巨人，有的是侏儒。地球的直径约为12900千米，太阳的直径是地球的109倍。巨星是恒星世界中个头最大的，它们的直径要比太阳大几十到几百倍。超巨星就更大了，有一颗叫做柱一的双星，伴星的直径为太阳的150倍。红超巨星心宿二(即天蝎座α）的直径是太阳的883倍；红超巨星参宿四(即猎户座α）的直径是太阳的1200倍，假如它处在太阳的位置上，那么它的大小几乎能把木星也包进去。它们还不算最大的，仙王座VV是一对双星，它的主星A的直径是太阳的1600-1900倍；wohg62直径为太阳的2000倍。大犬座VY更可达到30.63亿公里的直径。这些巨星和超巨星都是恒星世界中的巨人。

看完了恒星世界中的巨人，我们再来看看它们当中的侏儒。在恒星世界当中，太阳的大小属中等，比太阳小的恒星也有很多，其中最突出的要数白矮星和中子星了。白矮星的直径只有几千千米，和地球差不多，中子星就更小了，它们的直径只有20千米左右，白矮星和中子星都是恒星世界中的侏儒。我们知道，一个球体的体积与半径的立方成正比。如果拿体积来比较的话，上面提到的柱一就要比太阳大八百多亿倍，而中子星就要比太阳小几百万亿倍。由此可见，巨人与侏儒的差别有多么悬殊。

数量

科学家发现，宇宙里的恒星总数可能是我们估计数值的3倍，也就是说宇宙里有3×10^23(10的23次幂）颗恒星，比地球上的所有海滩和沙漠里的总沙粒数更多，这大大增加了在地球以外的其他世界发现外星生命的可能性。

科学家们表示，宇宙中的恒星数量可能一直以来被严重低估，真实的恒星数量可能有设想数字的三倍。这种低估主要涉及不同星系中那些温度较低、亮度暗淡的矮星。如果被证实，它将有可能改写科学家们原有对星系形成和演化的认识。那些存在于其他星系的矮星太暗淡了，它们的质量仅有太阳的三分之一。”因此，一般采用的方法是对那些亮星进行计数，并按照银河系中的比例去估算看不见的暗星的数量。如每发现一颗亮度类似太阳的恒星，就应当就100颗左右看不见的矮星。

由于矮星温度较低，它们的辐射颜色和波段是不同于其他较亮的恒星的。因此，通过观测整个星系在这一特定颜色或波段上的辐射强度和特征，是有可能反推出产生这样强度的辐射需要多少矮星的。

他们以此为依据，对8个椭圆星系进行了观测和计算。结果显示在椭圆星系中，类似太阳的主序星和看不见的矮星的比例达到1000~2000:1，而非银河系中的大约100:1。因此，一个典型的椭圆星系（一般认为包含3000亿颗恒星），实际应包含1万亿甚至更多恒星。而在宇宙中，椭圆星系占到星系总量的大约三分之一，因此，他们得出结论：宇宙中的恒星总数至少是现有估计值的三倍。

特性

化学组成

与在地面实验室进行光谱分析一样，我们对恒星的光谱也可以进行分析，借以确定恒星大气中形成各种谱线的元素的含量，当然情况要比地面上一般光谱分析复杂得多。多年来的实测结果表明，正常恒星大气的化学组成与太阳大气差不多。按质量计算，氢最多，氦次之，其余按含量依次大致是氧、碳、氮、氖、硅、镁、铁、硫等。但也有一部分恒星大气的化学组成与太阳大气不同，例如沃尔夫－拉叶星，就有含碳丰富和含氮丰富之分（即有碳序和氮序之分）在金属线星和A型特殊星中，若干金属元素和超铀元素的谱线显得特别强。但是，这能否归结为某些元素含量较多，还是一个问题。

理论分析表明，在演化过程中，恒星内部的化学组成会随着热核反应过程的改变而逐渐改变，重元素的含量会越来越多，然而恒星大气中的化学组成一般却是变化较小的。

以质量来计算，恒星形成时的比率大约是70%的氢和28%的氦，还有少量的其他重元素。因为铁是很普通的元素，而且谱线很容易测量到，因此典型的重元素测量是根据恒星大气层内铁含量。由于分子云的重元素丰度是稳定的，只有经由超新星爆炸才会增加，因此测量恒星的化学成分可以推断它的年龄。重元素的成份或许也可以显示是否有行星系统。

被测量过的恒星中含铁量最低的是矮星HE1327-2326，铁的比率只有太阳的廿万分之一。对照知下，金属量较高的是狮子座μ，铁丰度是太阳的一倍，而另一颗有行星的武仙座14则几乎是太阳的三倍。也有些化学元素与众不同的特殊恒星，在它们的谱线中有某些元素的吸收线，特别是铬和稀土元素。

物理特性

观测发现，有些恒星的光度、光谱和磁场等物理特性都随时间的推移发生周期的、半规则的或无规则的变化。这种恒星叫作变星。变星分为两大类：一类是由于几个天体间的几何位置发生变化或恒星自身的几何形状特殊等原因而造成的几何变星；一类是由于恒星自身内部的物理过程而造成的物理变星。

几何变星中，最为人们熟悉的是两个恒星互相绕转（有时还有气环或气盘参与）因而发生变光现象的食变星（即食双星）。根据光强度随时间改变的“光变曲线”，可将它们分为大陵五型、天琴座β（渐台二）型和大熊座W型三种几何变星中还包括椭球变星（因自身为椭球形，亮度的变化是由于自转时观测者所见发光面积的变化而造成的）、星云变星（位于星云之中或之后的一些恒星，因星云移动，吸光率改变而形成亮度变化）等。可用倾斜转子模型解释的磁变星，也应归入几何变星之列。

物理变星，按变光的物理机制，主要分为脉动变星和爆发变星两类。脉动变星的变光原因是：恒星在经过漫长的主星序阶段以后（见赫罗图），自身的大气层发生周期性的或非周期性的膨胀和收缩，从而引起脉动性的光度变化。理论计算表明脉动周期与恒星密度的平方根成反比。因此那些重复周期为几百乃至几千天的晚型不规则变星、半规则变星和长周期变星都是体积巨大而密度很小的晚型巨星或超巨星周期约在1～50天之间的经典造父变星和周期约在，0.05～1.5天之间的天琴座RR型变星（又叫星团变星），是两种最重要的脉动变星。观测表明，前者的绝对星等随周期增长而变小（这是与密度和周期的关系相适应的），因而可以通过精确测定它们的变光周期来推求它们自身以及它们所在的恒星集团的距离，所以造父变星又有宇宙中的“灯塔”或“量天尺”之称。天琴座RR型变星也有量天尺的作用。

还有一些周期短于0.3天的脉动变星（包括'"class=link>盾牌座型变星、船帆座AI型变星和型变星'"class=link>；仙王座型变星等），它们的大气分成若干层，各层都以不同的周期和形式进行脉动，因而，其光度变化规律是几种周期变化的迭合，光变曲线的形状变化很大，光变同视向速度曲线的关系也有差异。盾牌座δ型变星和船帆座AI型变星可能是质量较小、密度较大的恒星，仙王座β型变星属于高温巨星或亚巨星一类。

爆发变星按爆发规模可分为超新星、新星、矮新星、类新星和耀星等几类。超新星的亮度会在很短期间内增大数亿倍，然后在数月到一、二年内变得非常暗弱。暂时多数人认为这是恒星演化到晚期的现象。超新星的外部壳层以每秒钟数千乃至上万公里的速度向外膨胀，形成一个逐渐扩大而稀薄的星云；内部则因极度压缩而形成密度非常大的中子星之类的天体。最著名的银河超新星是中国宋代（公元1054年）在金牛座发现的“天关客星”。脉冲星。一般认为，脉冲星就是快速自转的中子星。

新星在可见光波段的光度在几天内会突然增强大约9个星等或更多，然后在若干年内逐渐恢复原状。1975年8月在天鹅座发现的新星是迄今已知的光变幅度最大的一颗。光谱观测表明，新星的气壳以每秒500～2,000公里的速度向外膨胀。一般认为，新星爆发只是壳层的爆发，质量损失仅占总质量的千分之一左右，因此不足以使恒星发生质变。有些爆发变星会再次作相当规模的爆发，称为再发新星。

矮新星和类新星变星的光度变化情况与新星类似，但变幅仅为2～6个星等，发亮周期也短得多。它们多是双星中的子星之一，因而不少人的看法倾向于，这一类变星的爆发是由双星中某种物质的吸积过程引起的。

耀星是一些光度在数秒到数分钟间突然增亮而又很快回复原状的一些很不规则的快变星。它们被认为是一些低温的主序前星。

还有一种北冕座R型变星，它们的光度与新星相反，会很快地突然变暗几个星等，然后慢慢上升到原来的亮度。观测表明，它们是一些含碳量丰富的恒星。大气中的碳尘埃粒子突然大量增加，致使它们的光度突然变暗，因而也有人把它们叫作碳爆变星。

随着观测技术的发展和观测波段的扩大，还发现了射电波段有变化的射电变星和X射线辐射流量变化的X射线变星等。

空间分布

除了单独的恒星之外，联星系统可以是两颗或更多的恒星受到重力的约束而在轨道上互绕着，最普通的联星系统就是联星，但是三颗或更多恒星的系统也有被发现。而因为轨道要稳定的缘故，这些联星系统经常会形成阶级制度的共轨联星。也存在着更大的、被称为星团的集团：范围从只有几颗恒星的星协，到最庞大的拥有数十万颗恒星，称为球状星团的集团。

联星系统是长期处在特定重力场约束下的恒星集团，通常都由巨大的O和B型恒星组成，而且80%的恒星是联星系统是多星系统。但星单独恒星的部分因为更小的天体被发现而有所增加，仅有25%的红矮星被发现有伴星。因为85%的恒星是红矮星，所以在银河系内多数的恒星都是单独的。

恒星在宇宙中的分布是不均匀的，并且通常都是与星际间的气体、尘埃一起存在于星系中。一个典型的星系拥有数千亿颗的恒星，而在可观测的宇宙中星系的数量也超过一千亿个。过去相信恒星只存在于星系之中，但在星系际的空间中也已经发现恒星。天文学家估计宇宙至少有700颗恒星。

除了太阳之外，最靠近地球的恒星是半人马座的比邻星，距离是39.9兆公里，或4.2光年。光线从半人马座的比邻星要4.2年才能抵达地球。在轨道上绕行地球的航天飞机速度约为8公里/秒（时速约30,000公里），需要150,000年才能抵达那儿。像这样的距离，包括邻近太阳系的地区，在星系盘中是很典型的。在星系的中心和球状星团内，恒星的距离会更为接近，而在星晕中的距离则会更遥远。

由于相对于星系的中心，恒星的距离是非常开阔的，因此恒星的相互碰撞是非常罕见的。但是在球状星团或星系的中心，恒星碰撞则很平常。这样的碰撞会形成蓝掉队星，这些异常的恒星比在同一星团中光度相同的主序带恒星有着更高的表面温度。

恒星间距离非常遥远，天文学上一般用光年来量度恒星间的距离。而距离的测定则可以通过周年视差法、星团视差法、力学视差法、造父变星法等进行测量。

运动

世间万物无不都在运动，恒星虽然看似在天空中恒定不动，其实它也有自己的运动。由于不同恒星运动的速度和方向不一样，它们在天空中相互之间的相对位置会发生变化，这种变化称为恒星的自行。全天恒星之中，包括那些肉眼看不见的很暗的恒星在内，自行最快的是巴纳德星，达到每年10.31角秒（1角秒是圆周上1度的3600分之一）。一般的恒星，自行要小得多，绝大多数小于1角秒。

恒星自行的大小并不能反映恒星真实运动速度的大小。同样的运动速度，距离远就看上去很慢，而距离近则看上去很快。因为巴纳德星离开我们很近，不到6光年，所以真实的运动速度不过88km/s。

恒星的自行只反映了恒星在垂直于我们视线方向的运动，称为切向速度。恒星在沿我们视线方向也在运动，这一运动速度称为视向速度。巴纳德星的视向速度是-108km/s（负的视向速度表示向我们接近，而正的视向速度表示离我们而去）。恒星在空间的有的速度，应是切向速度和视向速度的合成速度，对于巴纳德星，它的速度为139km/s。

上述恒星的空间运动，由三个部分组成。第一是恒星绕银河系中心的圆周运动，这是银河系自转的反映。第二是太阳参与银河系自转运动的反映。在扣除这两种运动的反映之后，才真正是恒星本身的运动，称为恒星的本动。

质量

船底座η是已知质量最大的恒星之一，约为太阳的100–150倍，所以其寿命很短，最多祇有四百万年。依据对圆拱星团（Arches cluster）的研究，认为在宇宙应该有质量是太阳150倍的大质量恒星存在，但在实际上却未能寻获。虽然这个极限的原因仍不清楚，但爱丁顿光度给了部分答案，因为它定义了恒星在不抛出外层大气层下所能发射至空间的最大光度。

在大爆炸后最早诞生的那一批恒星质量必然很大，或许能达到太阳的300倍甚至更大，由于在它们的成分中完全没有比锂更重的元素，这一代超大质量的恒星应该已经灭绝，第三星族星暂时只存在于理论中。

剑鱼座ABA的伴星剑鱼座ABC，质量只有木星的93倍，是已知质量最小，但核心仍能进行核聚变的恒星。金属量与太阳相似的恒星，理论上仍能进行核聚变反应的最低质量估计质量大约是木星质量的75倍。当金属量很低时，依目前对最暗淡恒星的研究，发现尺寸最小的恒星质量似乎只有太阳的8.3%，或是木星质量的87倍。再小的恒星就是介乎于恒星与气体巨星之间的灰色地带，没有明确定义的褐矮星。

结合恒星的半径和质量可以确定恒星表面的引力，巨星表面的引力比主序星低了许多，而相较于简并下的状态，像是白矮星，表面引力则更为强大。表面引力也会影响恒星的光谱，越高的引力所造成吸收谱线的变宽越明显。

2010年英国谢菲尔德大学科学家发现了迄今质量最大的恒星--RMC136a1，它在形成初期质量或可达太阳质量的320倍，亮度接近太阳的1000万倍，表面温度超过4万9千摄氏度。

光谱分类

恒星分类是依据光谱和光度进行的二元分类。在通俗的简化的分类中，前者可由恒星的颜色区分，后者则大致分为“巨星”和“矮星”，比如太阳是一颗“黄矮星”，常见的名称还有“蓝巨星”和“红巨星”等。

根据维恩定律，恒星的颜色与温度有直接的关系。所以天文学家可以由恒星的光谱得知恒星的性质。

故此，天文学家自19世纪便开始根据恒星光谱的吸收线，以光谱类型将恒星分类。天体物理学就是由此发展起来的。

依据恒星光谱，恒星从温度最高的O型，到温度低到分子可以存在于恒星大气层中的M型，可以分成好几种类型。而最主要的型态，可利用"Oh，Be A Fine Girl,Kiss Me"（也有将"girl"改为"guy"）这句英文来记忆（还有许多其它形式的口诀记忆），各种罕见的光谱也有各特殊的分类，其中比较常见的是L和T，适用于比M型温度更低和质量更小的恒星和棕矮星。每个类型由高温至低温依序以数字0到9来标示，再细分10个小类。此分类法与温度高低相当符合，但是还没有恒星被分类到温度最高的O0和O1。

另一方面，恒星还有加上“光度效应”，对应于恒星大小的二维分类法，从0（超巨星）经由III（巨星）到V（矮星）和VII（白矮星）。大多数恒星皆以燃烧氢的普通恒星，也就是主序星。当以光谱对应绝对星等绘制赫罗图时，这些恒星都分布在对角在线很窄的范围内。

太阳的类型是G2V（黄色的矮星），是颗大小与温度都很普通的恒星。太阳被作为恒星的典型样本，并非因为它很特别，只因它是离我们最近的恒星，且其它恒星的许多特征都能以太阳作为一个单位来加之比较。

亮度

命名

中国

每一颗恒星都要给它取一个独特的名字，才能够便于研究和识别。中国在战国时代起已命名肉眼能辨别到的恒星或是以它所在星官（包括三垣以及二十八宿）命名，如天关星、北河二、心宿二等；或是根据传说命名，例如织女星（织女一）、牛郎星（河鼓二）、老人星等，构成一个不严谨的独立体系。

西方

星座的概念在巴比伦时期就已经存在，古代的观星人将哪些比较显著的恒星和自然或神话等特定的景物结合，想像成不同的形状。位于黄道带上的12个星座就成了占星学的依据，许多明显的单独恒星也被赋予专属的名字，特别是以阿拉伯文和拉丁文标示的名称。

而且有些星座和太阳还有它们自己整体的神话，它们被认为是亡者或神的灵魂，例如大陵五就代表着蛇发女怪梅杜莎。

到了古希腊，已经知道有些星星是行星（意思是“漫游者”），代表着各式各样重要的神祇，这些行星的名字是水星、金星、火星、木星、和土星（天王星和海王星虽然也是希腊和罗马神话中的神祇，但是它们的光度暗淡，因此古代人并未发现，它们的名字是后来才由天文学家命名的。）。

大约在1600年代，星座的名称、范围以及恒星的名字还是由各个地区自己命名的。1603年，德国天文学家约翰·拜耳创造了以希腊字母序列与星座结合的拜耳命名法，为星座内的每一颗恒星命名。然后英国天文学家约翰·佛兰斯蒂德发明出了数字系统的命名法，这就是佛兰斯蒂德命名法。从此以后许多其他的系统的星表都被创造出来。

西方方面，1603年德国业余天文学家拜耳建议将每个星座中的恒星按照从亮到暗的顺序，以该星座的名称加上一个希腊字母顺序表示。例如猎户座α（参宿四）、猎户座β（参宿七）（但事实上猎户座β比猎户座α还要亮）。如果某个星座的恒星数目超过24个希腊字母，则接续采用小写的拉丁字母（a,b,c...），仍不足再使用大写拉丁字母（A,B,C...）。

英国首任的天文台长佛兰斯蒂德创立了数字命名法，将星座内肉眼可见的恒星由西向东、由北向南依序编号。

其他

科学界唯一认可能够为恒星或天体命名的机构是国际天文联合会。很多的私人公司（例如：“International Star Registry”）以贩售恒星的名字为主，但是除了购买者以外，这些名字既不会被科学界认可，也没有人会使用这个名字，并且有许多组织假称为天文机构进行诈欺，骗取无知的民众购买星星的名字。

观测与研究

哈勃望远镜拍摄的天狼星及其伴星照片人类对恒星的观测历史悠久。古埃及以天狼星在东方地平线的出现，预示尼罗河泛滥的日子。中国商朝就设立专门官员观测大火在东方的出现，确定岁首的时刻，与作物播种与收割并列在卜辞中。而中国明朝的航海家们则利用航海九星来判断方向。美国的阿波罗11号飞船设有光学定位仪，利用恒星来确定位置。

对恒星体积的测量可以通过干涉法和月掩星法测得恒星的角直径，从而求得体积。

恒星的质量可用开普勒第三定律或恒星光度与质量之间的关系进行测量。

恒星老化膨胀变成红巨星吞轨道行星：或为地球未来归宿

2012年8月24日，据国外媒体报道，一支由美国、波兰和西班牙等国科学家组成的国际研究团队首次发现日益老化的恒星吞没其行星的证据。

2015年3月24日，日本名古屋大学教授福井康雄等人宣布，他们观测到一颗由一大一小两个密度很高的气体云相撞而诞生不久的巨大恒星。这是科学家首次发现刚刚形成的巨大恒星，将有助于弄清巨大恒星的形成机制。

2020年4月11日，从中国科学院国家天文台获悉，研究团队基于国家重大科技基础设施郭守敬望远镜数据，发现了一颗迄今银河系自转速度最快的恒星。这一成果日前在国际学术期刊《天体物理学快报》发表。

科学家首次发现超致密恒星“胚胎”

中科院上海天文台刘铁团队和台湾天文及天文物理研究所吕圣元团队合作，首次发现超致密的恒星“胚胎”及恒星“胚胎”的分裂，在1000倍日地距离尺度内，粒子平均数密度达到107/立方厘米以上，相比已发现的最大密度增加了1到3个数量级。这一发现2021年3月发表在国际权威天文学杂志《天体物理学快报》上。

科学家发现最大恒星

当地时间2022年8月19日，美国国家科学基金会的国家光学红外天文研究实验室（NOIRLab）发布的图片显示，位于大麦哲伦星云中“蜘蛛星云”中心的这颗恒星是迄今为止发现的最大恒星。

韦伯拍到90亿光年外宇宙第一批恒星，大爆炸后30亿年形成

2022年10月2日消息，据《天体物理学杂志通讯》刊发的论文，美国宇航局（NASA）的超级太空望远镜詹姆斯·韦伯（JWST）拍到了宇宙第一批恒星，距离地球90亿光年，在大爆炸后30亿年恒星形成的高峰期诞生。

地下最深实验室揭示最古老恒星钙丰度起源

2022年10月26日消息，中国科研人员依托锦屏深地核天体物理实验装置，于2021年直接测量了关键核天体反应——氟辐射俘获质子的突破反应截面，将测量范围推进到世界最低能区并发现了一个新共振，解释了宇宙中已知最古老恒星的钙丰度起源问题。

科学家揭开巨大恒星爆炸内情

2022年12月14日，据参考消息消息，大约115亿年前，一颗比太阳大530倍左右的遥远恒星在一场巨大的爆炸中死亡。这场爆炸将它的外层气体吹到了周围的宇宙中。美国国家航空航天局的哈勃太空望远镜成功捕捉到三幅跨度为8天的图像，其中第一张是在爆炸发生仅数小时后捕捉的。

发现恒星

一个天文学家国际研究小组在银河系中心的人马座A*超大质量黑洞附近，发现了一颗处于形成阶段的非常年轻的恒星。

捕捉到濒死恒星的短暂状态

美国宇航局使用詹姆斯·韦伯太空望远镜捕捉到了一颗濒临死亡的恒星的短暂状态。美国宇航局在得克萨斯州奥斯汀举行的“西南偏南”多元创新大会上发布了照片。

WR 124

NASA分享了一张来自詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）的最新图像，图中展示了一颗即将成为“超新星”的恒星 ——WR 124。这颗恒星位于射手座，距离地球大约15000光年。

宿主恒星“吞噬”行星

2023年，国际著名学术期刊《自然》最新发表一篇天文学论文称，天文学家的一项天文发现可能是记录了一颗行星被其宿主恒星“吞噬”的过程。这一将宿主恒星“吞噬”行星过程“逮个正着”的重要天文发现，为行星系统的演化提供了新知，或有助于确定行星在恒星演化下的命运。

发现带有恒星痕迹的古老太空云

2023年5月3日，以色列《耶路撒冷邮报》网站刊发题为《科学家发现带有最早一批恒星痕迹的古老太空云》的报道，最新研究发现，遥远太空的气体云中可能存在宇宙中最早形成的一批星体的恒星残余。

“循环内流”驱动星系恒星形成

2023年5月5日，清华大学天文系副教授蔡峥团队发布了一则揭秘星系恒星形成的重磅成果：团队首次探测到早期宇宙中星系周围气体进入星系的清晰图像，证实了“循环内流”是驱动星系恒星形成的关键，为理解星系生态系统及星系演化迈出重要一步。

发现第一代超大质量恒星化学遗迹

中国科学院（中科院）国家天文台赵刚研究员领导的国际团队合作完成一项研究揭晓答案称，他们率先在银晕恒星中发现第一代超大质量恒星演化后坍缩形成的“对不稳定超新星”(PISN)存在的化学证据。

稳定星

所谓稳定就是指恒星处于流体静力学平衡和热力学平衡状态。这种状态下，恒星内部每部分受到的引力和压力相平衡，表面辐射损失的能量和内部传递到表面的能量相平衡。因此恒星的光谱、温度、光度、体积和质量保持相对不变。

主序星

主序星是恒星一生中处于稳定阶段的恒星。恒星在这个阶段停留的时间占整个寿命的90%以上，相当于人类的青壮年阶段。主序星内部的化学成分基本相同，能源机制也基本类似。在恒星演化早期，恒星的能源机制还没有成熟，因此它们处于主星序的右边。当恒星演化到晚期，内部的化学成分和能源机制都发生了较大的变化，恒星因此与主星序分道扬镳。主序星的光度大约和质量的3.5-4次方成正比，这一规律被称为质光关系。

质量是恒星最重要的物理量，它经常决定了恒星的未来。恒星在主星序停留的时间取决于质量：质量大的停留时间短，质量小的停留时间长。太阳停留在主星序的时间大约是100亿年，而现在已经过去了50亿年。0.5倍太阳质量的恒星会停留2000亿年。

恒星的质量有一定的范围，最大不超过150倍太阳质量，最小不低于0.08倍太阳质量。质量越大，恒星越不稳定，强大的辐射压力会把恒星的外层大气吹跑；质量太小又很难引起恒星内部的热核反应。恒星内部的氢作为能源是维持主星序的标准，一旦氢消耗殆尽，恒星就离开了主星序，进入晚年。

双星和多星

双星是两颗恒星，它们围绕公共质心相互绕转。看起来是一颗恒星的，实际上有可能是双星。1802年，威廉·赫歇尔发现并意识到了第一对双星：北河二。此后双星成为了天文学中重要的课题之一。双星的质量可以利用开普勒第三定律进行测定。通过视椭圆或者视向运动曲线可以算出轨道，再测量其运动周期就可以得出质量。这种不是因为恒星物理原因变化的变星叫做食变星。

食双星（大陵型变星）

当双星的轨道面与视向几乎在同一个平面上时，就会看到一颗星挡住另一颗星的掩食现象，星光会明显变暗。这种双星叫做食双星。最典型的和最早发现的食双星是大陵五（英仙座β）。它的轨道周期为2天20小时48分55秒。在这段时间内，它的亮度有明显的变化，而且有特殊的规律。它最亮有2.13等，最暗仅3.4等，最亮的时间中又有一部分稍微变暗。原因是两颗星的光度不同。当亮度小的星挡住亮度大的星时，总亮度最小；亮度大的挡住亮度小的，总亮度些许变小。典型的食双星还有渐台二等。

分光双星

一些遥远的双星，即使它们彼此运动到最远的位置，望远镜也无法辨认出来，这种双星在光学观测上就辨认不出。但是从光谱中可以看出这是两颗星的光谱。这种双星叫做分光双星。它们有可能在光谱线中表现出周期性的红移和蓝移，也有可能是两颗星的光谱叠加。看出两颗星光谱叠加的叫做双谱分光双星，只看到一颗星的光谱，但是表现出周期性蓝移和红移的叫做单谱分光双星。分光双星中有一类叫做共生星，其子星一个冷一个热。例如仙女座Z，它是由一颗红巨星和一颗主序星或白矮星组成。

密近双星（大熊座W型星）

密近双星的两个子星有频繁的物质交流。典型的恒星是大熊座W。它的光变曲线就像”W“型，其两颗子星有一个公共的对流包层，包住了两颗子星，这两颗子星都是主序星或者亚矮星。这种结构导致了其激烈的恒星活动如黑子群、耀斑爆发等。它们之间还有复杂的磁场相互作用和角动量转移等活动。

此外，还有激变双星、活动色球双星、X射线联星等双星系统。

聚星

三颗及以上的恒星聚在一起就是聚星。离太阳最近的半人马座比邻星，就是一组三合星的成员。”猎户座四边形“是一组四合星。聚星所含恒星数越多就越稀有。

不稳定星

不稳定星就是恒星的各种物理参数发生变化。变化的形式可能是周期性的脉动，也可能是不规则的迸发或者爆炸。各种变化参数中，最容易观测的就是亮度的变化。凡是有亮度变化（泛指电磁波辐射的变化，不局限于可见光）的恒星就叫变星。虽然食双星的亮度也有变化，但它不是由于恒星自身物理原因引起的，因此不算做不稳定星。

脉动变星

脉动变星因为其亮度像人的脉搏一样变化而得名。脉动变星亮度变化的原因是星体有节奏的膨胀和收缩。这是主序星脱离主星序后出现的一种结构不稳定的现象。这种胀缩只发生于星体的外层，深层物质不参与胀缩。一般从距中心处处开始，越接近表层幅度越大。这种胀缩类似于气体活塞。星体内部每部分受到的引力和压力不平衡，就如同原本平衡的活塞被突然压缩后的情况（没有摩擦），胀缩不已。混沌理论发展后，对于脉动变星的不规则的混沌脉动也能有很好的解释。

脉动变星的体积胀缩并不是永久的。以前的研究认为，由于摩擦力的存在，参与脉动的星体物质脉动程度越来越小，最终趋于稳定。理论计算，在没有额外能量补充的情况下，大多数脉动变星经过5,000-10,000次脉动后就该停止。但是，实际上各种类型的脉动变星，都没有观测到脉动衰减的现象，尤其是造父变星，其光变周期和振幅都非常稳定。20世纪50年代，苏联科学家热瓦金提出一种解释，他认为在脉动变星的大气层下，有一层由氢和氦离子组成的电离区，区域内的物质在恒星收缩时保存能量，膨胀时放出能量。这种能量补给方式被称为阀门效应。阀门效应满足的条件非常苛刻，因此，在恒星演化的过程中，脉动只是一种阶段性行为。

长周期变星（蒭藁型变星）

蒭藁型变星的光变幅度大，变化星等可能达到6等，光变周期从80天到1000天不等。它们一般是晚期巨星，光谱型无定型。典型的是蒭藁增二（鲸鱼座o），亮度变化范围从1.7等到10等，平均周期为332天。

长周期造父变星（仙王座δ型变星）

凡是光变周期在1-135天，周期非常稳定的脉动变星都归类为长周期造父变星。它们是黄色的巨星或者超巨星，质量为太阳的几倍到几十倍左右。这种变星常见于星系的旋臂中，通常被认为是年轻的巨大恒星穿过不稳定带所形成的。典型是造父一（仙王座δ）。造父一的光变周期是5天8小时46分38秒，最亮3.6等，最暗4.3等。造父变星在河外星系中也能发现。值得一提的是，最早测定造父变星和大陵型变星的光变周期的人是古德利克。他是一位聋哑的业余天文爱好者，开创了变星的光度测量工作，在变星领域作出了突出贡献，去世时年仅22岁。

20世纪初，美国女天文学家李维特(H.S.Leavitt)发现了造父变星的周光关系：光变周期越长，光度就越大。这样，只要知道了造父变星的周光关系，利用距离模数公式就能知道它的距离。这种方法特别适用于测定河外星系的距离。造父变星因此被誉为量天尺。

短周期造父变星（室女座W型变星）

这种变星光变周期小于1天，在银河系中常见于银核、银晕和球状星团中。通常被认为是低质量恒星在演化末期核心产能不稳定而形成的产物，但是其仍具有数百倍到数千倍太阳光度。它们的光变曲线和长周期造父变星有所不同。

天琴座RR型变星

这种星的数量约占脉动变星总数的四分之一。其光变周期0.05-1.2天，变幅不大于1-2等。这类变星的特点是光度相当稳定，但是经过长时期后，周期和光变曲线会发生变化。

盾牌座δ型变星

这种变星光变幅度不超过0.25等，周期小于1天，光变曲线每周期都不相同。这类星一般是A0至F5的主序星或巨星。典型的是盾牌座δ。这类星通常被归类为天琴座RR型的变种。

特殊脉动变星

特殊脉动变星的脉动并不是恒星体积胀缩的脉动（径向脉动），而是星震学意义上的非径向脉动。20世纪60年代以来，天文学家观测太阳时发现了太阳的各种震荡现象，例如：太阳表面的任何一点都会有周期约5分钟的上下振动，平均速度0.5-1千米/秒。后来研究表明这种振动（太阳5分钟振动）是10以上的非径向脉动模式的叠加。这种非径向脉动对恒星的磁场、光度、光谱都有影响。星震学发展后，人类已经观测到一些恒星的非径向脉动的信息，这对于恒星结构研究很有帮助。

A型特殊星（猎犬座α型变星）

这种变星亮度不变，但是其磁场和光谱都有明显的周期性变化。典型的是猎犬座α。它在5.469天的周期内磁场强度从+0.162特斯拉变到-0.142特斯拉。另一颗典型星是鹿豹座53，它在7.8天的周期内磁场从-0.4特斯拉编导+0.4特斯拉。这类型也叫做磁变星。它们磁场和光谱变化的原因是自转轴有较大的倾斜，且不同的元素聚集在表面的不同区域，随着恒星自转，观测者面对的是不同的恒星表面，磁场和光谱就会发生变化。这类星还含有非常强的金属吸收线。

沃尔夫-拉叶型星（WR型星）

这种星由法国天文学家沃尔夫和拉叶于1867年发现。其光谱几乎都是发射线（普通恒星的光谱为吸收线），比较容易鉴别，在银河系和临近星系中已发现200余颗。它们的绝对星等估计为-4等，恒星风损失质量的速率很快（约10太阳质量/年），因此寿命相当短促。典型的是WR124，位于天箭座。

B型发射星（Be星）

这种星由意大利天文学家赛奇于1866年发现。其光谱既有发射线也有吸收线，而且强度随时间变化。这种星自转速度极大以至于表面离心力大于引力，因此质量损失速率也很大（约10太阳质量/年）。它们绝对星等在-3-0等之间。典型的Be星是水委一（波江座α）。Be星被认为是快速自转的中子星或者是密近双星。

SS433星

SS433星是一个位于天鹰座的强射电源。其光谱既有红移也有蓝移，同时还有不发生位移的谱线，周期约164天。观测显示它是一组食双星，主星可能是一颗黑洞或中子星，还具有X射线喷流。伴星是蓝巨星，其物质被中子星或黑洞吸走堆积成盘状并告诉旋转，从而产生喷流。光谱中的蓝移和红移产生于这两股喷流相对于地球的运动。

此外，还有船底座η星、麒麟座V838星、大犬座β型变星、天鹅座α型变星等特殊脉动变星。

耀星

在很短的时间内，星的亮度突然增加，增加速率超过0.3等/分钟的星叫做耀星（鲸鱼座UV型星）。典型耀星是鲸鱼座UV。1948年，雷登(W.J.Layten)发现这颗星在3分钟内亮度增加了12倍，增加速率甚至超过了超新星爆发，这种现象被称为耀亮。以后由约200颗类似的恒星被发现，它们都位于太阳附近20秒差距范围内，包括半人马座的比邻星。它们都属于红矮星，大多为M型。

虽然太阳的耀斑活动与耀亮有相似之处，但是它们的能量差别极大。一个耀斑释放的能量不超过太阳正常辐射的1％，而耀亮在几分钟内释放的能量是正常辐射能量的十多倍。耀亮的时间没有特殊的规律，一般是几小时发生一次，经过几十分钟又恢复到正常状态。耀亮也伴随着射电辐射和X射线辐射的增强。X射线耀亮的时间最短，射电最长。射电最先开始耀亮，光学次之，X射线最迟。耀亮的频率和光度有关，光度越小的星，耀亮越频繁。一般认为耀亮是年轻恒星的大规模耀斑活动导致的。太阳早已步入中年期，其耀斑活动相比之前平和许多，因此不会发生耀亮。

能源机制

恒星的能源是由核聚变产生的。恒星能源问题一直是人类争论的焦点。1926年，英国天文学家爱丁顿提出恒星能源问题。他坚信恒星聚变产生的能量足以使恒星达到引力和气体压力平衡的状态。但是，当时的物理学家并不这么认为。他们觉得恒星内部无法进行聚变反应。幸好，量子力学的发展（隧道效应的提出）解决了这个问题。

1938年，美国物理学家汉斯·贝特和德国物理学家冯·魏茨泽克各自独立发现了恒星内部核聚变的具体途径，即通过“质子—质子反应”和“碳氮氧循环”，恒星中的氢可以聚变为氦，而且释放能量。

质子—质子反应由以下三个反应组成：

H+H——>D+e+ν（1）

D+H——>He+γ（2）

He+He——>He+2H（3）

（1）是两个氢核相碰撞而聚变为一个氘核（氢2），并放出一个正电子和一个中微子。形成的新的氘核再与邻近的氢核进行（2）反应，聚变成一个氦3，并放出一个γ射线光子。而两个氦3核进行（3）反应，结合为一个真正的氦核（氦4），并放出两个氢核。不难看出，两倍的反应（1）和反应（2）与反应（3）相加，既可以得到简化的质子—质子反应：

4H——He+2ν+2e+2γ，其中正电子极易同附近的电子湮灭变为γ光子。

碳氮氧循环由以下六个反应组成：

C+H——>N+γ（1）

N——>C+e+ν（2）

C+H——>N+γ（3）

N+H——>O+γ（4）

O——>N+e+ν（5）

N+H——>C+He（6）

这组反应中的碳核和氮核是热核反应的催化剂。总的结果是四个氢核合成一个氦核，并产生三个光子，两个正电子和两个中微子。恒星内部放出的中微子数目是光子数的三分之二。中微子不与任何物质发生作用，径直以光速运动。

恒星的结局

简并压力

原子由原子核和电子组成。1925年，物理学家泡利认为，原子中的电子不容许有相同的运动状态。如果原子内某一空间中的电子占满了所有可能的状态，那么泡利不相容原理就不允许这个区域再多出一个电子。这种不容许多余电子进入某一空间的力就是电子简并压力。对于平常物质，原子和原子之间距离很大，一般不会出现电子挤占别的原子中电子的情况。而且电子的简并压力是很小的。但是，电子简并压力有其上限。如果物质被进一步压缩，那么电子就被迫压入原子核，与质子结合成为中子，电子简并压力不复存在。此时原子这个屏障不复存在，原子已经被“肢解”了。如果再增大压力，中子和中子就被紧密地压在一起，相互之间产生压力，这就是中子简并压力。等到压力进一步增大，连中子简并压力都抵挡不住的时候，这个物质就超出了目前的认知范围，所有已知的的物理定律在那里统统失效。

白矮星

恒星主要靠核聚变产生的辐射压力对抗自身的引力，以维持自己的形态。一旦核聚变停止，恒星将不可避免地坍缩。但是有两个重要的屏障——电子简并压力和中子简并压力——阻碍这种坍缩。白矮星就是电子简并压力与自身引力相平衡的天体。虽然恒星充满着等离子体的物质，电子不再被束缚在原子周围，但是泡利不相容原理依然起作用，并且由于恒星含有的物质很多，电子简并压力可以非常大，足以和引力抗衡。

白矮星通常由碳和氧组成。它的内部不再有核聚变反应，不再产生能量。白矮星形成时的温度很高，可以达到20万开。但是由于没有能量来源，它终究会辐射大部分能量，最终黯淡下去，成为黑矮星。现代天文学认为，黑矮星有可能是暗物质的一种。

中子星

美国天体物理学家钱德拉塞卡于1931年发现，白矮星存在质量上限，为1.44倍太阳质量，这被称之为钱德拉塞卡极限。超过了这个极限，电子简并压力就不敌引力，原子被压碎，电子与质子结合成为中子。直到中子被压在一起，产生的中子简并压力和引力抗衡，这就形成了中子星。

中子星直径只有十多公里，但是每立方厘米的物质可重达10亿吨，因此自转速度极快，周期可能达到七百分之一秒，形成脉冲星。还有的中子星磁场很强，形成磁星。

黑洞

美国物理学家奥本海默和加拿大物理学家沃尔科夫在1939年提出了中子星的质量上限，被称为奥本海默极限。如果中子星质量超过这个上限，那么任何力都无法阻挡引力的作用，导致星体变为黑洞。奥本海默极限是不确定的，一般为2-3倍太阳质量。

黑洞是宇宙中最为神奇的天体之一。从十八世纪的拉普拉斯，到二十世纪的史瓦西、爱因斯坦，无数物理学家都曾描绘过黑洞的形态。黑洞本身就是一个体积为零，密度无穷大的点——奇点，这使得它引力非常大，以至于存在视界，在视界半径之内的任何东西都不能以任何方式被观察。由于相对论，黑洞周围的时间流逝非常缓慢。黑洞周围还有喷流，吸积盘等结构。

新星

新星发生由白矮星和普通恒星组成的双星系统中。如果白矮星在它的伴星的洛希极限内，那么它将不断从其伴星处掠取氢、氦等气体，这些气体将聚积在白矮星的表面并且密度很大，温度很高。当温度达到2千万开时，氢聚变反应就会发生。这个过程会放出大量能量，使白矮星发生极明亮的爆发，并将表面剩余的气体吹散，形成气壳。光度到达高峰之后，就会下降。根据光度下降花费的时间长短，可以把新星分为快新星和慢新星。新星可以很亮，例如1975年出现的天鹅座新星，于1975年8月29日出现于天鹅座的天津四北方约5度之处，星等达到2.0，与天津四相当。

超新星

I型

超新星的类型主要按光谱型分类。I型超新星有着连续的含有发射线和吸收线的光谱，光度下降较慢。I型超新星还分为Ia型、Ib型、Ic型等次型。其中，Ia型超新星是白矮星由于某种原因（从伴星中吸取物质或者白矮星合并等）使得自身质量超过了钱德拉塞卡极限，从而导致再次坍缩形成中子星形成的。一般这种白矮星爆炸时的质量略大于1.44倍太阳质量，这使得它的爆发光度最大值趋同，其绝对星等都为-20等左右。这使得它成为很好的测距工具：只要知道了遥远星系中Ia型超新星爆发时的视星等，就可以推测出这个星系的距离。因此，Ia型超新星又被成为“标准烛光”。Ib型超新星有强烈的射电辐射，Ic型超新星和伽马射线暴有关。

II型

II型超新星的光谱为连续谱，有较强的氢吸收线。II型超新星被认为是大质量红超巨星的最终结局。大质量恒星在热核反应达到极致的时候，温度可能会飙升到40亿开。此时恒星内部的等离子态铁核中，铁原子核发生核裂变，分解为13个氦原子核和4个中子，继而氦原子核又分解为质子和中子，同时释放中微子。这几步不仅不释放能量，还要消耗大量能量，这意味着核心辐射压力骤降，引力迅速占据上风，使得核心迅速坍缩，速度可达1万千米/秒（暴缩），使核心区域的物质突破电子简并压力，产生中子简并压力。一旦外部壳层的核反应终止了，这些壳层的物质就会在核心引力作用下迅速下落，速度可达4万千米/秒。大量物质和核心坚硬的中子简并态物质相撞，统统反弹回去。返回时遇到了其它正在高速下落的物质，两者发生强烈碰撞，巨量的物质携带着巨大的能量，形成冲击波横扫一切，把整个恒星炸成粉末，从而形成绚烂的超新星。这一过程所释放的能量比恒星一生释放的能量总和还要多。超新星爆发后，留下的是超新星遗迹和一颗中子星或者黑洞。

"神龟虽寿，犹有竟时。腾蛇乘雾，终为土灰。"恒星的寿命虽然漫长，也终有死去的时刻。但是恒星之死也是新一代恒星诞生的动力。超新星爆炸的冲击波会压缩星际介质，促使分子云坍缩，从而触发恒星形成。宇宙中除了铁和之前的元素，其它元素都只能在超新星爆炸过程中产生。行星状星云和超新星爆炸也可以将恒星内部物质带出，抛入太空，成为新一代恒星的原料。“天下万物，皆以有为生，有之所始，以无为本。”恒星的结局虽然是虚无缥缈的星际物质，但正是它们造就了今天看见的宇宙，也正是这种“无”造就了人类自己。

数量

天文学家对宇宙中恒星的数量一直有不同的估算。最著名的一个说法是美国天文学家卡尔·萨根在他的著作《千亿的千亿》中提出的一个猜测，认为宇宙中有1000亿个星系，每个星系有1000亿个恒星。而据此天文学家又进一步推测各星系恒星数量约为1000亿的一万亿倍。美国天文学家彼得·范·多昆和天体物理学家查理·康罗伊对来自星系的光强度分析后认为大约有3X10。

有关书籍

《千亿个太阳》（1980年）-（鲁道夫·基彭哈恩，德国天体物理学家）

《来自宇宙边缘的光线》（1984年）-（鲁道夫·基彭哈恩，德国天体物理学家）

《恒星的结构和演化》（1990年）-（鲁道夫·基彭哈恩，德国天体物理学家）

《恒星物理》（2006年）-（黄润乾，中国天体物理学家）

《时间简史》（1988）-（史蒂芬·霍金，剑桥大学教授）