HR图我们如何了解到恒星的演化

　　人类已经存在了大约 30 万年。每个晚上，都有人在某个地方抬头看着漆黑的天空问道：＂那些闪烁的灯光是什么？＂
　　过去人们时常讨论的问题，如今已经有了答案。在21世纪，我们知道是什么明星，而让我们了解到这些星星的重要知识点就是HR图。今天，我们通过解释 HR 图表向我们展示恒星如何老化和进化。
　　恒星演化：恒星的生命周期
　　首先我们要知道HR 图是一个图，纵轴是恒星光度（L 表示能量输出），横轴是恒星表面温度（T 表示温度）。当我们测量一堆恒星的 L 和 T 并将它们放到此类图上时，会发现大部分点都落在从高恒星光度和温度（高 L 和 T）到低恒星光度和温度（低 L 和 T）的区域。该带就是天文学家所说的 主序带 ，它在 HR 图中是了解恒星是什么以及它们如何发光的关键。
　　主序列揭示的是中年的恒星。中年恒星（即处于相对较短的出生和死亡阶段之间的恒星）在其炽热、致密的核心中通过聚变反应释放能量来支撑自己抵抗自身的巨大引力。
　　只要有氢在核心燃烧，一颗恒星就会一直稳定下去，并且可以自由地将它的光照进太空。幸运的是，恒星有大量的氢可以燃烧。像太阳这样的恒星含有大约十亿亿吨氢气。这意味着主序列上大约许多有 100 亿年的生命。但十亿亿吨氢气 并不是 无限的。最终，氢聚变会结束，这颗恒星将耗尽核心的燃料，那是它死亡的时候。 HR图如何描绘恒星演化
　　HR图也揭示了接下来发生的事情，这也是为什么它是天体物理学中最重要的图。100 多年前，当天文学家第一次开始将他们的恒星放到图表上时，他们不仅看到了主序带，还看到了在其他地方的星团。有许多中等亮度的低温恒星（高 L 和低 T）。还有很多非常非常明亮的恒星，温度却很低（非常高的 L 和更低的 T）。利用与炽热发光物质相关的物理定律，天文学家可以推导出这些明亮的冷恒星的大小，并发现它们实际上比太阳大得多。他们确定了比太阳大 10 倍的巨星（明亮的）和比太阳大 100 倍的超巨星（非常非常明亮的恒星）。
　　HR图上的这些种类繁多的巨星是恒星演化的重要证据。恒星属性不是一成不变的。他们像我们一样会变老。天体物理学家最终在 HR 图中看到恒星的演化是由其核心的核燃烧演化驱动的。随着研究人员更好地模拟恒星随着年龄的增长而发生的情况，他们发现在核心中的氢燃料耗尽后，重力开始粉碎剩下的东西：惰性氦＂灰烬＂。
　　最终，引力挤压使核心的温度和密度足够高以点燃氦灰，使氦核融合成碳核。这些内部变化重新排列了恒星的外层，使它们膨胀再膨胀——首先进入巨星，然后进入超巨星。为什么它们变得如此之大的细节很复杂，需要大量详细的计算（用计算机完成）。对我们来说重要的是，这些计算得出的结果是HR 图中的 进化轨迹 。 这些轨迹就是预测，告诉天文学家一颗恒星的核燃烧历史的变化将如何体现在它的光度和温度中，而这反过来又转化为它如何随着时间的推移在 HR 图上移动。
　　实际恒星的变化非常慢，人的一生根本没有办法观察到。但是通过测量大量随机恒星（意味着它们处于演化过程中的随机点），我们可以找到处于巨星或超巨星阶段的较老的恒星。然后，通过一些统计数据，天文学家可以查看他们的理论进化轨迹是否与他们在 HR 图中看到的相符。
　　所以我们不仅知道什么是恒星，而且我们还确切地知道这些发光球体如何在数十亿年的宇宙历史中演化。