矮星是一种体积小、亮度低的恒星类型,属于恒星演化中最长或最终阶段之一,具有多样的结构特征。
定义
矮星是一种恒星体,质量相对较小,具有紧凑的体积和中等或较低的亮度。该术语包括多种不同演化阶段的恒星类型:白矮星、红矮星、棕矮星,有时也包括黄矮星。它们各自具有独特特征,但都比大质量恒星更小。
类型与结构
红矮星是活跃的聚变恒星,质量和温度都较低,拥有对流核心,可实现长期氢聚变。白矮星是非常致密的恒星残骸,主要由碳和氧组成,不再发生核反应。棕矮星通常被称为“失败的恒星”,其质量不足以引发核聚变,主要由压缩气体组成。黄矮星(如太阳)有时也归入此类,但其“矮星”地位具有语境性。
功能与行为
红矮星缓慢而稳定地燃烧氢,拥有极长的寿命。白矮星不再产生能量,仅释放剩余的热辐射。棕矮星由于内部热量,在红外波段有微弱辐射。它们的引力稳定性分别由聚变过程(红矮星)或量子简并压力(白矮星与棕矮星)维持。
演化
如果一颗恒星的初始质量适中,生命末期可能演变成白矮星。红矮星演化极其缓慢,在目前的宇宙中尚未观察到其最终阶段。棕矮星没有显著的恒星演化过程,只是缓慢冷却。矮星的生命周期取决于其初始质量与内部支撑机制。
边界与区分
“矮星”一词并不统一,涵盖多种天体。它不是一个单一类别,而是根据质量、亮度和演化状态进行功能性划分。一些恒星在生命周期中可能改变分类。大质量行星、棕矮星与恒星之间的边界可能模糊,尤其在亚恒星天体中更为明显。