恒星世界
银河系中估计有数以千亿计的恒星,比较稀疏地分布在约十万光年的空间范围内。他们的化学组成大同小异,从以求出的恒星质量来看,它们的质量差别也不是很大:小的大约为太阳的百分之几,最大的也不过太阳的120倍。不同质量的恒星能够在自己的各自演化阶段中呈现出不同的颜色和光度,以每秒钟发出的能量来看,可能相差很大。例如一些超巨星,光度可达太阳的200万倍,而象白矮星那样的暗星,光度只有太阳的几十万分之一。当然还有许多我们没有能够观测到的那些并不发光或正在熄灭的星体。
许多恒星的光都会发生引人注目的变化。比如变星的光度变化是周期性的,周期从一小时到几百上千天不等。另一些恒星的光度变化是突发性的,其中最剧烈的是新星和超新星爆发。它们是处在演化过程中的某个转折点上,内部严重失去平衡,导致星体的剧烈爆炸。规模小的可以引起光度突增几万至几百万倍,成为新星;规模的大的则几乎把星体全部质量都抛射出去,这时的光度突增可大千万倍至上亿倍,成为超新星。如果这样的爆发发生在太阳的位置上,太阳系的九大行星会在顷刻之间被蒸发掉。
恒星的大小也十分悬殊。尽管处在氢燃烧阶段的各类恒星直径相差不过几百倍,但是在演化的某个阶段上却不同,如超巨星的直径可达太阳的几百或几千倍。而演化末期的白矮星和中子星,星体物质高度压缩,内部密度分别可达水的十万倍到百亿倍,可直径只有太阳的几万分之一。
尽管各种恒星的性质千差万别,但是它们的演化几乎都可以用核聚变为主的理论来解释。上面所说的形形色色的恒星,都可以被认定是具有某种起始质量的星体演化到某一特定阶段的表现。恒星演化理论的建立,无疑是二十世纪天文学的重大成就。尽管这种理论还很不完善,但它为理解恒星的基本性质奠定了坚实的基础。
恒星在空间中常常不是孤独的。估计由两颗星组成的双星可能占全部恒星的三分之一。还有三、五颗星聚在一起的聚星。也有几十、几百至几百万个聚在一起的,形成星团。所有恒星都沉浸在星际物质的海洋中。星际物质包括星际气体和尘埃,平均密度约为每立方厘米一个院子。星际物质高度密集的地方形成星云。星云与恒星是天文世界中两种相互矛盾又相互转化的实体。星云是构成恒星的原料,而恒星向空间抛射的物质也成为星云的一部分原料。
银河系与河外星系
夏夜仰望天空,可以看到横贯天空的银河。从望远镜里看去,银河带实际上是由千千万万颗星星组成的。这个庞大的恒星集团取名为银河系。在银河系里,大部分恒星集中在一个扁球状的空间范围内,侧面看上去象一个铁饼。人们肉眼看到的银河正是这个“铁饼”的一部分投影。在银河系里,恒星的总数在千亿颗以上,此外还有各种类型的银河星云、星际气体和尘埃。