恒星是由发光等离子体——主要是氢、氦和微量的较重元素——构成的巨型球体。天气晴好的晚上，夜幕中总镶嵌着无数的光点，这其中除了少数行星，其它的绝大多数都是恒星。太阳是离地球最近的恒星，而夜晚能看到的恒星，几乎都处于银河系内。 而银河系统共约3000亿颗恒星中，人类只能观测到一小部分。 人类观测恒星历史已久，观测方法很多。那些比较明亮的恒星被分成一个个的星座和星群，有些恒星有专有的名称。恒星的亮度被称为星等，星越亮，星等越低。天文学家还汇编了星表，以方便进行研究。

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。

2023年，天文学研究指出，位于贫金属恒星宜居带的行星，可能是搜寻潜在生命的最佳地点。 2024年，意大利天文学家首次计算出恒星周围水蒸气的重量。

中文名：恒星

外文名：star

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。

哥白尼的日心说体系——布鲁诺坚持此学说以至付出了生命。

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的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。

2023年，美国麻省理工学院研究团队报道了一颗行星（ZTF SLRN-2020）或被宿主星“吞噬”的过程，或能作为恒星吞噬其某颗绕转行星的直接证据。

2024年，意大利天文学家在一颗年轻恒星周围的圆盘中发现了水蒸气，在距离地球450光年的金牛座的年轻类日恒星HL Tauri的内盘中，含水量至少是地球所有海水的3倍。这是科学家首次计算出恒星周围水蒸气的重量。

中国星官

中国古代的恒星命名法是把（主要是北方）星空分为若干星官。 各个星官包含的恒星数量多寡不等，少则一个，多则几十个。所占的天区范围各不相同。在古代人的心目中，天和地一样也应该有国家和社会，于是他们就类比地面上的情况，给天上的恒星对应地上的事物：天子、诸侯、军队等。其中还掺杂了很多神话成分。北方星空，恒星大体上可以分为三个垣：北天极附近的紫微垣、东方星空的太微垣和北方星空的天市垣。每一个垣里有很多恒星，他们依据古人的想象中分担不同的“职务”：紫微垣是天帝居住的地方，太微垣是天帝处理政务的地方，天市垣是进行交易的地方。每一个垣里面都有各种恒星组成的事物或者官员。

黄道及附近的恒星构成了二十八星宿。这些星宿是古人为了测量天体运动方便而设置的。同时将二十八星宿与东南西北对应划分了四象。这种星宿的划分对于农业生产活动的时间安排很有帮助。

古人对于恒星的命名，基本上是按照”星宿/星官名+数字“来的。例如轩辕十四、参宿七、毕宿五等。也偶有例外，比如：东上相、北落师门、老人星等。

宋代石刻天文图。

参见词条：星宿、星官

西方星座

猎户座是88星座之一。

星座的概念在巴比伦时期就已经存在，古代的观星人将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，和与它们相关形象的性质或神话。现代国际通行的星座划分，可溯源至古巴比伦。古巴比伦远在距今5000年前就有了最早的星座名称。公元前13世纪，他们已划分出黄道带上的12个星座，称为“黄道十二宫”，意为太阳周年运行过程中的12座行宫。位于黄道带上的12个星座成了占星学的依据。许多明显的单独恒星也被赋予专属的名字，也特别是以阿拉伯文和拉丁文标示的名称。 后人又逐渐扩充，命名了更多星座。公元2世纪，天文学家托勒密在总结前人认识的基础上，编制出含有48个星座的表。16至17世纪地理大发现又补充了南天的一些星座。这时的星座概念，还只是一些肉眼可见的亮星之间的组合，星座与星座之间并没有明确的界限。随着天文望远镜技术的发展，越来越多的暗星被发现和深入研究，但它们属于哪一个星座，怎样标记和称呼它们，难以明确。

1928年，为了天文学研究的需要，国际天文联合会在荷兰莱顿举行的大会明确地将全天空划分为88个星座区域，沿天球赤道坐标系的赤经、赤纬线曲折分界，保留住传统的星座名字，用拉丁文规定其学术名称和由三个明确大小写的字母组成其缩写符号，全世界统一使用。其后，中国天文学会又确定了星座的中文译名，成为正式的学术名称。

参见词条：星座

规范命名

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·弗兰斯蒂德发明了依据赤经数值的弗兰斯蒂德命名法。拜尔命名法是根据星座内每颗星的亮度，用希腊字母顺序排列命名。例如天狼星是大犬座第一亮星，于是叫做大犬座α，织女星是天琴座α，参宿七是猎户座β。希腊字母用完了就用数字或者罗马字母。 而弗兰斯蒂德是按照恒星的赤经排序，而且只有北半球能看到的恒星有编号。

恒星的另一种命名法是星表命名法，这种星表是由天文学家依据观测数据系统编纂而成的。例如波恩星表、HD星表、依巴谷星表、SAO星表、变星总表、星云星团新总表、梅西耶星表、奥韦尔斯基本星表等等。它们把不同的恒星（或者是星系）分门别类，对号入座，而且内容精细，恒星数量多，极大地方便了天文学的研究。

参见词条：星表

观测

电磁波谱观测

太阳动力学观测台拍摄的在不同波段叠加的太阳假彩色图像。

现代天文学家研究恒星，最主要的信息源是来自恒星的电磁波辐射。现代人类虽然能在太阳系发射探测器甚至登陆星球，但是恒星之间距离是如此遥远以至于人类几乎无法对除太阳以外的恒星近距离探测。虽然除了电磁波以外，引力波、宇宙线等也能捕捉远处恒星的蛛丝马迹，但是这些观测技术相对没有电磁波观测成熟。迄今为止，电磁波辐射仍然是获取恒星（除太阳外）信息的最主要渠道。

电磁波是原子中的电荷做变速运动时产生的。恒星有极高的温度，因此原子运动十分剧烈，电磁波辐射也非常强大。波长范围从长波到γ射线都有。恒星的辐射穿过地球大气层时，很多波段都被大气分子吸收掉了。这种大气屏蔽作用是地球生物的保障，没有这些屏蔽，地球生物将受到威胁。但是这对于天文学来说却是一种阻碍。幸好有两个透明的窗口：光学和无线电，它们为人类天文学发展提供了必要的信息通道。

对于地面观测，大气对于不同波长的电磁波的吸收是不同的。

光学窗口是波长在0.35-22微米的波段，包含可见光和一部分红外线。其中17-22微米是半透明的，1.1-17微米是间断性窗口，即有若干小缝能通过辐射。无线电窗口是波长在1毫米至30米的无线电波段。1-40毫米的一部分微波也是半透明窗口。 因此，地面望远镜通常是光学望远镜和射电望远镜。比如：欧南台甚大望远镜（VLT）、500米口径球面射电望远镜（FAST）、大天区多目标光纤光谱望远镜（LAMOST）等。

星等、亮度、光度

恒星明亮的程度被称作视亮度。天文学家把亮度分成若干等级，这就是视星等。早在公元2世纪，古希腊天文学家喜帕恰斯就把肉眼看到的几千颗恒星分为6等。最亮的是1等，最暗的6等。两个恒星如果亮度相差100倍，那么它们的的视星等相差5等，这很服从人眼的生理感受。星等和亮度的关系式为：

。恒星的星等千差万别，有的比0等星还亮，有的则很暗。人眼目视的极限星等一般为6.5等，而借助大型望远镜和电子目镜可以看到20等以下的星体。

恒星的视星等并不能反映恒星真正的光度，因为恒星距离地球远近不同。地球上看，太阳是最亮的恒星，但是织女星的亮度是太阳的6万倍，由于离地球十分遥远，它的视星等只有0等，比太阳暗多了。%20天文学家为了比较恒星真实的发光差距，定义了绝对星等：恒星在10秒差距处的视星等。设恒星在

处，亮度为

，在距离为

秒差距处亮度为

，则视星等

当一颗恒星质量小于2.3倍太阳质量的恒星演化到主序晚期，核心的氢已经燃烧殆尽。在温度还没达到让氦发生反应的时候，它没有足够的辐射压维持自己的平衡态，于是核心不可避免地收缩。这种收缩把引力势能转换为内能从而提高温度，使得核心温度能够引发氦聚变，甚至由于反应过于剧烈，会发生氦闪现象。同时核心对外辐射多余的热能使得外层物质被推开，造成核心收缩，外层膨胀的现象。核心开始聚变后，核心外围由于还有未用完的氢，在辐射加热下重新开始氢聚变。这时候恒星的核心是氦聚变，核心外围是氢聚变，恒星又得以焕发活力。核心所产生的能量使得恒星外层不断膨胀，表面温度则一再降低直到4000开以下。这时恒星发出红色的光，体积巨大无比，被称之为红巨星。北河三（双子座β）、毕宿五（金牛座α）、大角（牧夫座α）等都是红巨星。

变成红巨星后，太阳的直径可达到2天文单位。

当红巨星中的氦耗尽时，剩下碳和氧，这时恒星也会向之前一样，在重力作用下急遽收缩。但是恒星质量不够大，引力无法使得核心温度升高引发碳燃烧和氧燃烧。这样收缩只能让碳-氧核心外围的氦继续燃烧。这一状态维持不了多久。在恒星彻底丧失活力之后，整个恒星的不稳定性增加，引力作用导致核心密度越来越高。当密度达6*107克/每立方厘米时，由于泡利不相容原理，电子产生简并压力，使得物质不再被压缩，而温度维持在5万开，体积很小，此时核心就形成了一颗白矮星。与此同时，恒星壳层脱离了束缚，扩展到很大的范围，形成了行星状星云。行星状星云演化很快，它以10-30千米/秒的速度膨胀，越来越稀薄，约5万年后，行星状星云就会被吹散。

太阳是小质量恒星。再过50亿年，太阳也将变为一颗红巨星。这时候太阳会膨胀，其半径可大到包含地球甚至火星轨道的地步，那时地球或许已经被吞噬殆尽。不久后核心再次收缩，变为白矮星，而外壳变为行星状星云。

中等质量恒星晚期

如果一颗恒星质量在2.3到8.5倍太阳质量，核心的氢燃烧完毕后，核心少许收缩，但是由于其质量很大，核心可以平稳地进入氦燃烧阶段。如果恒星质量接近3倍太阳质量或更小，那么其表面温度为5000开，为红巨星；如果质量超过7倍太阳质量，表面温度将达到1万开，此时是巨星但并非红色。中心的氦燃烧完毕后，核心再次收缩。由于质量大，引力势能产生的温度和密度足够引发碳燃烧，核心温度再一次升高，但是碳燃烧以非常快的速率进行，以至于核心来不及膨胀以减缓反应速度，碳就燃烧完毕了。这种非常迅速的碳燃烧被称为碳闪，它也许会导致恒星的不稳定状态，甚至导致爆炸，毁灭这颗恒星。如果幸免于此，那么恒星也终会变成一颗白矮星。

大质量恒星晚期

大质量恒星洋葱结构图示。实际上氢层可占直径的80%以上。

大质量恒星由于总质量巨大无比，以至于碳燃烧也能很平稳地进行，不至于发生碳闪。核心碳燃烧的同时，外壳中的氢和氦也在燃烧。核心部分的碳烧完后，温度已经达到10亿开以上，氧燃烧开始了。如果温度高到20亿开，硅也能开始燃烧。考虑极端情况，这时候的恒星已经变成了巨型的“洋葱头”：核心部分由炉渣——等离子态的铁——组成，外侧由各种壳层组成，每一层都在进行着不同类型的核反应。这时候恒星已经膨胀得非常大，成为红超巨星。更重元素的燃烧时间相对于更轻元素的短。对于一个25倍太阳质量的恒星，氢可以持续燃烧700万年，氦可以燃烧50万年，碳燃烧600年，氧燃烧1个月，而硅只能燃烧1天。离开主序之后的不稳定燃烧可能使恒星多次进入脉动变星状态。参宿四（猎户座α）、心宿二（天蝎座α）都是红超巨星。大质量恒星将会在超新星爆炸中结束自己的一生。

双星演化

双星演化机制虽然和单独恒星相同，但是由于两颗星之间的物质交流频繁，一些双星的演化远比单独恒星复杂（密近双星更为复杂）。双星种类繁多，不同质量的主序星、白矮星、脉动变星、中子星、黑洞等等进行组合，要总结出一般规律很不容易。又因为恒星风、物质交换、吸积甚至其中一颗星爆炸等各种情况，研究它们愈发困难。现在双星演化的理论和观测尚有很多不完备之处，有待进一步研究和观测。

简并压力

学生时代的泡利。

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。

参见词条：简并

白矮星

美国天体物理学家钱德拉塞卡。

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。

参见词条：白矮星

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。

参见词条：中子星、脉冲星、磁星

黑洞

2019年4月10日，人类首次拍摄到黑洞照片，位于M87星云

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。

参见词条：黑洞

百科x混知：图解黑洞

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。

参见词条：新星

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

一些超新星遗迹

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。

参见词条：超新星

低质量恒星（左循环）和高质量恒星（右循环）的演化示意图。

"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。

全天21亮星（视星等均大于1.5等）

编号	中文名	英文名	光谱型	所属星座	绝对星等	视星等	距离/光年
——	太阳	Sun	G2V	——	4.75	-26.72	——
1	天狼	Sirius	A1	大犬座	1.41	-1.46	8.6
2	老人星	Canopus	F0	船底座	-4.7	-0.72	300
3	南门二	Rigil Kent	G2	半人马座	4.3	-0.27	4.39
4	大角	Arcturus	K2	牧夫座	-0.2	-0.04	36.7
5	织女一	Vega	A0	天琴座	0.5	0.03	25.3
6	五车二	Capella	G8	御夫座	-0.6	0.08	42
7	参宿七	Rigel	B8	猎户座	-7.0	0.12	770
8	南河三	Procyon	F5	小犬座	2.65	0.38	11.4
9	水委一	Achermar	B5	波江座	-2.2	0.46	144
10	参宿四	Betelgeuse	M2	猎户座	-6	0.06-0.75	430
11	马腹一	Hadar	B1	半人马座	-5.0	0.61	525
12	河鼓二	Altair	A7	天鹰座	2.3	0.77	16.8
13	十字架二	Acrux	B2	南十字座	-3.5	0.85	320
14	毕宿五	Aldebaran	K5	金牛座	-0.7	0.85	65
15	心宿二	Antares	M1	天蝎座	-4.7	0.94	600
16	角宿一	Spica	B1	室女座	-3.4	0.98	270
17	北河三	Pollux	K0	双子座	0.95	1.14	34
18	北落师门	Fomalhaut	A3	南鱼座	1.9	1.16	25
19	天津四	Deneb	A2	天鹅座	-7.3	1.25	3200
20	十字架三	Mimosa	B0	南十字座	-4.7	1.25	350
21	轩辕十四	Regulus	B7	狮子座	-0.7	1.35	78
参考资料

2022年3月30日，美国国家航空航天局表示，哈勃空间望远镜借助“引力透镜”效应发现了人类迄今观测到的最遥远单颗恒星。这颗恒星诞生于宇宙大爆炸后的不到10亿年内，距离地球约280亿光年。

2023年6月9日，《科学》杂志在线发表高海拔宇宙线观测站（LHAASO，中文简称“拉索”）国际合作组的论文——《极亮伽马射线暴221009A窄喷流的万亿电子伏特余辉》。位于中国四川的“拉索”，首次完整记录了大质量恒星死亡瞬间万亿电子伏特伽马射线爆发全过程，揭开了这次爆炸事件的面纱。