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星球的誕生

萬有引力收縮 ←─→ 氣體壓力、亂流 （看誰贏！）

   (1/2) k T = (1/2) m_H v² → v ～ 0.1 T^1/2

   觀測到一般暗雲 T ～ 10 K  ∴ v ～ 0.3 km/s

雲氣的大小、密度 ──→ 質量（萬有引力的大小）

```
雲氣內的溫度 ──→ 壓力
```
```
推測亂流的大小
```

多半的星際暗雲中，萬有引力都贏不了；亦即僅靠本身的萬有引力
     只有少數的雲會收縮。但事實上，銀河裡一直有恆星形成

──→需要外來的刺激

    例如震波（超新星、大質量星的誕生、雲氣互撞、銀河的漩渦）可以引發雲氣收縮，
    進而分裂成塊狀，進一步收縮、分裂，終至形成一個個的星球

    小的星際雲：收縮 ─→ 溫度上昇 ─→ 形成星球 
    大的星際雲：分裂成小塊的雲 ─→ 分別形成星球

出生：

  星際物質 → 分子暗雲 → 高密度雲核 → 初生星球 →（＋ 行星？ 生命？） ←→ 星際物質

      Barnard 86, a dark cloud in Sag, with the cluster NGC 6520

主序星的結構：

靜力平衡（壓力＝萬有引力）
	    ∵ （理想）氣體壓力 ←→ 溫度
	        L ～ M^3.5； 例如 4 M(sun) 的星球，光度為 128 L(sun)

能量產生（熱核反應）
	     氫 → 氦 → ..... → 「重」的元素
	     反應的速率對溫度非常敏感

能量傳遞（輻射、對流）
            演化（年齡）：質量大，燃料多，但燒得快 
	    主序壽命 τ_MS ～ M/L ～ 1/M^2.5  ──→ 紅顏薄命

	    太陽已經活了五十億年，還可以再活五十億年
	    而 4 M(sun) 的星球的 τ_MS ～ 10¹⁰ / 4^2.5 ～ 310 × 10⁶ 年

            星球的內部：核反應 → 氫逐漸消耗    與外部絕少混和

           （太陽的）微中子問題

        Mass-Luminosity Relationship

		 L ～ M^3.5

        亦即，質量愈大的恆星發光能量愈強

主序星

光譜型態  質量          	  光度 	           主序壽命  
	  （太陽=1）	  （太陽=1）	    （年）     
 O5	   40		  405,000	      1 × 10⁶ 
 B0	   15		   13,000	     11 × 10⁶ 
 A0	    3.5       	 	80	    440 × 10⁶ 
 F0	    1.7	 	        6.4	      3 × 10⁹ 
 G0	    1.1       	 	 1.4	      8 × 10⁹ 
 K0	    0.8	        	 0.46	     17 × 10⁹ 
 M0	    0.5	 	        0.08	     56 × 10⁹

赫—羅 （Hertzsprung-Russell；Ｈ—Ｒ）圖

不同類型的星佔Η—Ｒ圖上不同的區域

絕大多數（百分之九十以上）的星球分佈在一斜向帶狀上，叫「主序」（main sequence）
	  這些主序星是「正常」的星，熱核反應將氫變成氦，
	   --- 溫度愈高，光度愈大

巨星（giants）：溫度不高，但光度大   ∴ 體積（直徑）大

超巨星（supergiants）：直徑超大 （太陽的 10 到 1,000 倍）

白矮星：溫度高、光度小   ∴ 直徑小

質量對恆星形成的影響

雲氣收縮 → 溫度上升；最後的溫度由質量決定

proton-proton chain 核反應至少需 10⁷ K	─→星球質量  M > 0.08 M(sun)

若質量太大，輻射光壓  > 萬有引力  →星球不穩定

如果分子雲質量太大 → 分裂成碎塊

 主序星的質量範圍  0.08 M(sun) >  M > 60-100 M(sun)

（要是質量太大或是太小會如何呢？）

衰亡： 泰山與鴻毛之間，輕重而已矣！

低質量的星球： 壽終正寢、入土為安

	─→ 白矮星 ─→ 黑矮星

	電子的簡併壓力（與溫度無關）＝萬有引力 
	密度非常高，如 Sirius B: M = 1 M_sun; R = R_earth; ρ～3 × 10⁶ g/cm³

如太陽質量的星球： 人死留名、星死留雲

	星球外部的氫毫髮無損；核心的氫用罄，溫度不足以點燃氦 → 收縮
	→ 重力能轉成熱能  → 點燃外殼的氫 → 氦核繼續收縮 → 外層膨脹 
        → 紅巨星

	當氦核達  10⁸ K → (3 ⁴He → ¹²C) → 氦閃 

	簡併狀態的核心不膨脹 → 溫度升高 → 反應加劇 → 碳、氧核心  收縮 
	→ 點燃外殼的氦 .... ─→ 推出外圍的包層

	太陽在主序 100 億年，在紅巨星階段只有 10 億年

	→ 行星狀星雲 ＋ 白矮星 ─→ 黑矮星

中質量的星球： 迴光返照、死有哀榮

	若碳核溫度達 6 × 10⁸ K → 碳爆（星體全毀）
	或碳及其他重元素的核反應 → 鐵核心 
	∵沒有核反應 → 核心急速收縮；電子＋質子→中子
	─→ 噴出外圍的包層
	─→ 紅巨星 ─→ 超新星爆炸 ─→ 中子星 ＋ 超新星遺骸

	中子星密度極高，如 M = 1Msun; R~10--15km; ρ~10¹⁴g/cm³

	自轉極快 (e.g., ~100/s)
	磁場極強 (e.g. 10¹² G)

高質量的星球： 不是不報、時辰未到

	核心大於 2--3 Msun 的星體收縮時，沒有「已知」的力量能阻擋

	─→ 藍巨星、超巨星 ─→  黑洞？

重力是萬物（包括宇宙本身）的最終主宰力量，而質量決定重力的大小。

返樸歸真：星際物質 ─→  星球 ─→  星際物質 ─→  下一代星球 ......

      ───→ 生命的意義在創造宇宙繼起之生命，星球亦然。

混沌之初、氫氦而已、
代代滋重、乃孕後維、
或生蓓燦、或衰寂安、
循遵天命、你我皆然！

你我和遙遠星辰的關係比想像中密切得多！

這些是根據我們在宇宙的這一個小角落，就目前已知的科學定律所得到的結論。

永遠（永遠！）牢記： 我們試圖以有涯博無涯；以有限參無限！

科學定律的通用性：

		例如，太陽系內天體的運動（$10^{14}$~cm）
		─→  星系群的大規模運動 $\sim10^{18}$--$10^{28}$~cm

常數有多「常」？：

		例如，來自某遙遠星系的光發自亙古（還更古）；
		當時的重力常數、電子的電荷和現在一樣嗎？

宇宙的獨特性：

		探討物理（或一切科學）問題的方法是作實驗---我們改變一個
		因素然後看看結果如何。但是宇宙不讓我們這麼做！

∴ 永遠保持一顆開放的心！