红巨星

恒星燃烧到后期经历的阶段
红巨星(英文名:red giant)是一颗处于恒星演化后期的低质量或中等质量(大约 0.3-8 M ☉ )的发光巨星。[3][5][6]现代恒星演化理论认为,主序星中的很大一段恒星在其中心氢聚变为氦的核反应完毕后都要向赫罗图上的红巨星区演化。[7]
红巨星时期的恒星表面温度相对很低,但极为明亮且体积非常巨大。在赫罗图上,红巨星是巨大的非主序星,光谱属于K或M型。[8][9][10]当红巨星中的氢和氦消耗完毕,碳和氧等物质虽然也在引力驱使下强烈塌缩,但因总质量不足,引力束缚不够,中心区域的温度无法启动下一轮热核反应,进而塌缩成碳-氧白矮星,外围物质扩散成行星星云。如果恒星的质量太小(0.1M<m <0.5M),其自身的引力只能启动一轮核聚变,最终演化为氦白矮星。[11]质量介于0.3至8倍太阳质量的主序星将演化成为比在主序列时更大但表面温度更低的红巨星。此类恒星会依次进入红巨星分支(red-giant branch,惰性氦核和燃烧氢壳)、水平分支(horizontal branch,燃烧氦核)和渐近巨星分支(asymptotic giant branch,惰性碳氧核和燃烧氢氦壳)等阶段,然后排出其大部分的外层物质形成一个行星星云(planetary nebula)。[3][5]
事实上,恒星走向生命尽头所要经历的第一个阶段就是红巨星阶段,这个阶段会持续几亿年至几十亿年。[12]太阳在约50亿年后将成为一颗红巨星,直径是现在的数百倍。质量更大的称为红超巨星red supergiant)和红特超巨星(hypergiant)。[5][13]

分类

在赫罗图上,红巨星光谱属于K或M型。之所以被称为红巨星是因为看起来的颜色是红的,体积又很巨大的缘故。[4][5][9]天文学家曾以为,恒星是沿着赫罗图上的主序从O型演化为B型,再依次经历A、F、G型而最终成为K型和M型星的。后来查明,实际情况并非如此,但人们将光谱型O、B称为“早型”,将K、M称为“晚型”的习惯却一直保持至今。[4]