按演化阶段：
主序星
红巨星
白矮星
中子星
黑洞
恒星的一生是一场从诞生到消亡的壮丽史诗，其演化阶段主要由初始质量决定。以下是按演化阶段分类的恒星类型及其最终归宿：
1. 主序星（稳定燃烧阶段）
代表：太阳（G型）、天狼星A（A型）、比邻星（M型红矮星）。
特征：
核心通过氢核聚变（质子质子链或O循环）产生能量，维持流体静力平衡。
寿命取决于质量：大质量星（O型）仅百万年，小质量红矮星（M型）可达万亿年。
演化终点：
核心氢耗尽后，离开主序带，进入下一阶段。
主序星是恒星演化过程中最稳定的阶段，核心通过氢核聚变产生能量。根据光谱类型（表面温度、颜色）和质量，主序星可分为以下几种主要类型：
主序星是恒星一生中最稳定的阶段，核心通过氢核聚变产生能量。根据光谱类型（温度、颜色）和质量，主序星可细分为以下全部类型：
1. O型主序星
质量范围：≥16 M☉（太阳质量）
表面温度：≥30,000 K
颜色：深蓝色
特征：
最热、最亮的主序星，寿命仅100万~1000万年。
强紫外辐射，电离周围气体（如猎户座星云中的恒星）。
示例：参宿一（Alnitak，猎户座ζ）。
2. B型主序星
质量范围：2~16 M☉
表面温度：10,000~30,000 K
颜色：蓝白色
特征：
亮度高，寿命约1亿~5亿年。
常见于年轻星团（如昴星团）。
示例：角宿一（Spica，室女座α）。
3. A型主序星
质量范围：1.4~2 M☉
表面温度：7,500~10,000 K
颜色：白色
特征：
氢吸收线显着，肉眼可见的明亮恒星。
寿命约5亿~20亿年。
示例：织女星（Vega，天琴座α）。
4. F型主序星
质量范围：1.04~1.4 M☉
表面温度：6,000~7,500 K
颜色：黄白色
特征：
光谱中金属线（如铁、钙）增强。
寿命约20亿~50亿年。
示例：南河三（Pro，小犬座α）。
5. G型主序星（太阳型恒星）
质量范围：0.8~1.04 M☉
表面温度：5,200~6,000 K
颜色：黄色
特征：
氢和金属线平衡，宜居带行星候选者。
寿命约100亿年（太阳已燃烧46亿年）。
示例：太阳、半人马座α星A。
6. K型主序星 等于（橙矮星）
注意：不写等于的后面不等于
质量范围：0.45~0.8 M☉
表面温度：3,700~5,200 K
颜色：橙色
特征：
比太阳冷但更稳定，寿命达150亿~300亿年。
适合生命存在的长寿命恒星（如比邻星的母星）。
示例：南门二B（Alpha tauri B）。
7. M型主序星 等于（红矮星）
质量范围：0.08~0.45 M☉
表面温度：≤3,700 K
颜色：深红色
特征：
最小、最暗但数量最多（占主序星的70%以上）。
寿命万亿年，核聚变缓慢，常有耀斑活动。
示例：比邻星（Proxia tauri）。
特殊类型
（1）褐矮星（Failed Stars）
质量范围：0.012~0.08 M☉
特征：
质量不足触发持续氢聚变，不属于主序星。
表面温度低，发射红外线（如WISE 0855?0714）。
（2）L、T、Y型超冷矮星
温度：＜2,000 K（属于褐矮星或极冷恒星）。
分类依据
1. 哈佛光谱序列：OBAFGKM（记忆口诀：Oh Be A Fe Girl/Guy, Kiss Me）。
2. 赫罗图：主序带从左上（高温高光）延伸至右下（低温低光）。
类型 质量（M☉） 温度（K） 颜色 寿命
O ≥16 ≥30,000 深蓝 1~10 Myr
B 2~16 10,000~30,000 蓝白 100~500 Myr
A 1.4~2 7,500~10,000 白 0.5~2 Gyr
F 1.04~1.4 6,000~7,500 黄白 2~5 Gyr
G 0.8~1.04 5,200~6,000 黄 10 Gyr
K 0.45~0.8 3,700~5,200 橙 15~30 Gyr
M 0.08~0.45 ≤3,700 红 ＞1 Trillion yr
为什么主序星最重要？
恒星数量的主体：90%的可见恒星处于主序阶段。
生命的摇篮：G、K型恒星宜居带可能孕育生命（如TRAPPIST1系统）。
宇宙演化的标尺：通过主序星分布研究星系年龄和组成。
从炽热的O型星到暗弱的红矮星，主序星展现了宇宙中恒星多样性的核心篇章。
2. 红巨星（膨胀阶段）
代表：参宿四（猎户座α，未来将爆发）、毕宿五（金牛座α）。
形成条件：
中小质量恒星（0.5–8 M☉）：氢耗尽后，核心坍缩引发外壳膨胀，表面冷却变红。
大质量恒星（＞8 M☉）：直接膨胀为红超巨星（如心宿二）。
关键过程：
外壳膨胀至数百倍原大小（太阳未来将吞没水星轨道）。
核心开始氦聚变（中小质量星经历“氦闪”）。
结局：
抛射外层形成行星状星云，核心暴露为白矮星（中小质量星）。
大质量星继续聚变至铁核，最终超新星爆发。
以下是红巨星的全部类型及其详细分类，涵盖恒星演化不同阶段和特殊子类：
一、按演化阶段分类
1. 红巨星分支（Red Giant Branch, RGB）恒星
代表星：大角星（牧夫座α）、毕宿五（金牛座α）
形成条件：
中小质量恒星（0.5~8 M☉）耗尽核心氢后，氢壳层燃烧引发外壳膨胀。
核心状态：
惰性氦核收缩，外围氢燃烧壳层推进。
特征：
表面温度：3,000~5,000 K（橙红色）
半径：太阳的10~100倍
光度：太阳的100~1,000倍
2. 水平分支（Horizontal Branch, HB）恒星
触发事件：RGB恒星经历氦闪（核心氦突然点燃）
核心状态：
稳定氦聚变（→碳/氧），氢壳层仍燃烧。
特征：
体积比RGB阶段略小，表面温度更高（部分呈蓝黄色）。
典型代表：球状星团中的HB星（如M3中的恒星）。
3. 渐近巨星分支（Asyptotic Giant Branch, AGB）恒星
形成条件：
氦核耗尽后，恒星再次膨胀，启动双壳层燃烧（氢+氦壳层交替燃烧）。
极端特征：
半径：太阳的200~1,000倍（如心宿二）
强烈星风：每年流失10??~10?? M☉物质
结局：
抛射外层形成行星状星云，核心坍缩为白矮星。
二、按质量与光谱的特殊子类
1. 红超巨星（Red Supergiant, RSG）
质量：＞8 M☉
代表：参宿四（猎户座α）、心宿二（天蝎座α）
特征：
体积最大的恒星（半径可达太阳的1,000倍以上）。
表面温度：3,000~4,500 K，光度：10?~10? L☉。
命运：
核心聚变至铁元素后，以II型超新星爆发。
2. 碳星（Carbon Star, C型）
形成：AGB阶段恒星大气碳含量超过氧（C/O＞1）。
光谱特征：
强烈的、CH分子吸收带。
颜色：深红色（因碳尘遮挡蓝光）。
示例：天兔座R、飞马座X。
3. S型星
化学组成：碳氧含量接近（C/O≈1），含锆氧化物（ZrO）。
光谱：介于M型（富氧）和C型（富碳）之间。
代表：双子座R。
4. 贫金属红巨星（如银河系晕星）
特征：
金属丰度极低（[Fe/H] ＜ 1），保留了早期宇宙的化学特征。
研究意义：
揭示银河系形成历史（如HD ）。
三、不稳定红巨星变星
1. 米拉变星（Mira Variable）
类型：长周期脉动变星（周期80~1,000天）。
光度变化：振幅超过2.5等（亮度差10倍以上）。
示例：刍蒿增二（鲸鱼座ο）。
2. 半规则变星（如SRb型）
脉动：不规则光变，周期30~1,000天。
代表：金牛座RV（碳星变星）。
四、红巨星与红超巨星对比
特性 红巨星（RGB/AGB） 红超巨星（RSG）
质量 0.5~8 M☉ ＞8 M☉
核心元素 氦/碳氧 铁（聚变末期）
最大半径 ~1,B阶段） ~1,500 R☉（如参宿四）
寿命 数亿年 数百万年
最终命运 行星状星云+白矮星 超新星+中子星/黑洞
五、红巨星的宇宙意义
元素工厂：通过星风抛射碳、氧、氮等生命必需元素（地球上的金元素部分源自AGB星）。
距离标尺：造父变星（部分为红巨星）用于测量星系距离。
系外行星命运：红巨星膨胀会吞噬内行星（50亿年后太阳将吞没地球轨道）。
从温和的K型红巨星到暴烈的红超巨星，这些恒星暮年的巨兽塑造了宇宙的化学多样性。
3. 白矮星（致密残骸）
代表：天狼星B（伴星）、织女星未来归宿。
特征：
质量≈0.6–1.4 M☉，体积仅地球大小，密度极高（一勺物质重达数吨）。
由电子简并压力支撑，不再聚变，缓慢冷却成黑矮星（宇宙年龄尚不足以形成）。
着名现象：
Ia型超新星：若白矮星吸积伴星质量超过钱德拉塞卡极限（1.4 M☉），会碳爆轰灭亡。
白矮星是恒星演化的最终产物之一，主要由电子简并压力支撑，其分类方式多样，以下是全部类型的详细总结：
一、按核心成分分类
1. 碳氧型白矮星（CO White Dwarf）
形成恒星质量：0.5~8 M☉（中小质量恒星）
核心成分：碳氧简并态（外层可能残留氢/氦）
占比：约90%的白矮星属于此类型
示例：天狼星B（Siri B）
2. 氧氖镁型白矮星（ONeMg White Dwarf）
形成恒星质量：8~10.5 M☉（中等质量恒星）
核心成分：氧、氖、镁混合物（聚变未进行到硅燃烧）
特征：质量接近钱德拉塞卡极限（1.37 M☉）
3. 氦型白矮星（He White Dwarf）
形成途径：
低质量恒星（＜0.5 M☉）因漫长演化未触发氦闪
双星系统中的恒星被剥离外层（如AM 型双星）
特征：质量极低（0.2~0.45 M☉），寿命极长
示例：PSR J1012+5307的伴星
二、按光谱特征分类（DA、DB、DQ等）
基于大气层元素的观测光谱分类（最常用系统）：
类型 大气成分 占比 特征
DA 纯氢（H） ~75% 仅显示氢巴尔默线
DB 纯氦（He） ~8% 氦吸收线（如He I 5876 ?）
DC 连续光谱 ~15% 无明显吸收线（大气过冷/混合）
DQ 碳污染（C?、C?） ＜1% 富碳白矮星（温度＜10,000 K）
DZ 金属污染（Ca、Fe） ~2% 星际物质吸积或行星碎片
DP 磁白矮星 ＜0.1% 强磁场（1,000–1亿高斯）
＞ 注：部分白矮星为混合型（如DAB：氢氦混合大气）。
三、特殊亚类
1. 极低质量白矮星（ELM WD）
质量：＜0.3 M☉
形成机制：双星系统中质量被剥离至无法维持氦燃烧
示例：J0917+46（质量仅0.17 M☉）
2. 热亚矮星（sdO/sdB）
过渡状态：核心氦燃烧的蓝矮星，未来将坍缩为CO白矮星
特征：高温（20,000~40,000 K），质量≈0.5 M☉
3. 磁白矮星（Magic WD）
磁场强度：1,000高斯至10?高斯（中子星级别）
光谱分裂：塞曼效应导致吸收线分裂（如Grw +70°8247）
4. 双星系统白矮星
灾变变星（CV）：吸积伴星物质引发新星爆发
Ia型超新星前身：碳氧白矮星吸积至钱德拉塞卡极限爆炸
四、演化状态分类
1. 年轻高温白矮星
温度：＞50,000 K（如HZ 43）
特征：强紫外辐射，快速冷却中
2. 老年结晶白矮星
冷却年龄：＞20亿年
核心状态：碳氧晶格化（类似“宇宙钻石”）
示例：BPM （结晶化程度90%）
3. 黑矮星（理论存在）
定义：完全冷却的白矮星（温度≈宇宙背景辐射）
现状：宇宙年龄不足，尚未形成
五、白矮星的终极命运
多数白矮星：无限冷却为黑矮星（需101?~102?年）
双星系统中的白矮星：
吸积爆发（新星或Ia型超新星）
合并形成中子星（如R ae Borealis事件）
六、宇宙意义
星系年龄标尺：通过最冷白矮星温度估算星系年龄
重元素来源：Ia型超新星贡献宇宙中铁、硅等元素
行星系统遗迹：部分白矮星周围发现行星碎片盘（如WD 1145+017）
从炽热的DA型到磁化的DP型，白矮星以简并物质的“恒星遗骸”形态，铭刻了恒星一生的故事。
4. 中子星（超新星残骸）