恒星的中期阶段

恒星中心温度达到千万度级，氢核聚变反应开始，核反应成为主要能源，恒星演化就进入了一个新的时期，这是一个相对平衡期。

恒星内部产生的巨大的能量，传递到表面，使表面温度升高，并且向外辐射很强的可见光，能量的产生和损耗也是平衡的。恒星的质量不同，它们演化的速度和途径也不同。恒星质量越大，内部压力和温度越高，达到氢核聚变所需要的温度的中心区也就越大。

由于核反应产生巨大的能量，恒星内部压力增高到足以和引力相抗衡，使恒星不再收缩，因此运动状态基本平衡。因参加核反应的物质多，产生的能量大，所以质量大的星亮度大、温度高。比太阳质量大3倍左右的星便成为高光度的蓝星，出现在赫罗图的左上角。相反，比太阳质量小的星，参加核反应的中心区小，产生的能量小，因而温度低、亮度小，成为低光度的红星，出现在赫罗图的右下角。按照质量从大到小的顺序，这一阶段的恒星在赫罗图上分布在从左上角到右下角的一条直线上，这就是主星序。所以我们把这一阶段叫作主序阶段。

太阳目前正处在主序阶段，它在赫罗图上处在主星序的中部。

因为恒星里氢是最丰富的元素，氢核聚变反应可以在很长时间中提供能量，所以恒星在这一平衡时期停留时间很长，保持恒星强烈的辐射。比太阳大10倍的星，氢消耗快，在这阶段停留只有几千万年；相反质量只有太阳几分之一的恒星，在主序阶段要停留上万亿年。像太阳这样的恒星，在主序阶段停留时间反而比较短。

不管怎样，恒星在主序阶段比其他阶段停留的时间都长，所以我们看到的主序星多，可以说大多数恒星都是主序星。

恒星中心部分，核反应进行得最快，中心部分的氢逐渐转化为氦。在中心部分的氢全部转化为氦以后，氢聚变反应停止，于是，恒星中心部分失去了足以和引力相抗衡的内部压力，就要在引力作用下收缩。收缩的结果，温度和密度都要增高。当它达到上亿度的时候，围绕着中心区的中介层达到氢反应的温度，在这一层剩余的氢就开始发生核反应。中介层的氢聚变反应会迅速向外层转移，推动外层膨胀，使恒星的体积增大几千倍以上，表面积增大了。同时由于表面积增大，恒星的总光度仍然增加，于是恒星在赫罗图上向右上方移动，而成为温度低、颜色红和体积大、光度高的红巨星。可是辐射能的增加赶不上表面积的增加，所以恒星表面的温度降低。由主序星向红巨星转化所用的时间相对来说是很短的。

这时候，恒星中心部分的温度超过1亿摄氏度，密度超过每立方厘米10万克，氦就开始发生核反应。3个氦原子核转化为1个碳原子核，再度提供极大的能量，使内部压力增高。这样，恒星又比较稳定起来。像太阳这样的恒星要在红巨星阶段停留10亿年左右。

经过了红巨星阶段以后，恒星就进了晚年。

晚期恒星在赫罗图上离开红巨星向左移动，在这一时期恒星的一个重要特点便是不稳定。不稳定状态首先表现为脉动——它的大小和亮度发生周期性的变化。我们观测到的造父变星和天琴座RR型星就是处在这种状态的脉动变星；再往后就要进入爆发阶段，爆发抛射出来的物质在星的周围形成一个庞大的气壳或气环，看起来好像是星云一样，我们观测到天空中有一些所谓行星状星云，就是这样形成的。

氦反应完了以后，又会发生类似前面的增温过程。温度达到6亿摄氏度的时候，碳开始发生核反应，结果是转化成氧和镁等元素。碳反应期大约只有1万年。碳消耗完了以后，在10亿摄氏度的时候，氧反应核反应转化成氖、硫等元素。氧反应期就更短了，只有差不多一年的时间。这些反应一个接一个地进行，每一种元素都转化成比它重的元素，直到最后温度达到40亿摄氏度，全部转化成为最稳定的铁元素。剩余的核能在1000秒里面就用完，达到60亿摄氏度的高温，发生极强的中微子(一种不带电的基本粒子，质量极小)辐射，带走大批能量。恒星的向心引力失去了它的平衡力，坍缩不可避免地就要到来，恒星的晚年就这样结束了。