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变星
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大多数恒星的光辉都是毫无变化的。当我们想到这极大的能量是由恒星光球流出的时候，我们定要惊异于恒星内部的有效的作用居然能够一秒一秒、一世纪一世纪，毫不变化地供给能量给光球。但是有许多恒星的辐射能量却并不经常不变，这种星叫做变星。我们姑且把因食而变光的星留到后面再讲。
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鲸鱼座中的蒭藁增二（Mira）是远在1596年第一颗被认为变星的星。有时它只可在望远镜中看成9等星；有时它增亮了百倍以上，竟在肉眼看来也是一颗明星。这上下往复约11个月一周。蒭藁增二是许多的“长周期变星”（long period variables）一类的例子，这些都是红巨星或超巨星。许多别的红巨星，例如参宿四，变光很小而且极不规则。有几群星的变光却又部分可以预测。
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图73 （左）蒭藁增二
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图74 （右）参宿四
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“造父变星”（cepheid variable stars）是现今讨论得最广泛的一种星，它们也确有极大价值，这在下章就要说明。这名称是从仙王座δ星（Delta Cephei）来的，那是这种变光的最初例证之一：标准的造父变星都是黄色超巨星。它们的变光在周期和方式两方面都极有规律，周期大半在一星期左右，虽然全数排起来要从1天到50天。这些星的变光不仅在量而且在质，在最亮时它们要比最暗时加蓝约一全谱型的程度。
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造父变星中约有一半并不如上述那样标准。它们与其他恒星有许多相同点，却又有大大的不同。因为它们常出现于大球状星团，所以叫做“星团造父变星”（cluster type cepheids）。它们都是些蓝色星，变化周期约半日左右。其中没有一颗可以为肉眼所见。
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通常假定造父变星（也许连所有的其他真变星都在内）的光的变化是因为这些星的脉冲。最简单地说来（或许又太简单了），这学说认为变星是十分规律地一涨一缩的。内部热量的多产使恒星亮起来蓝起来。它胀大，于是冷下去，因此又暗下去、红下去。这调整一过火，星又冷得不能不变了，于是再收缩。这种脉冲一经开始，便要继续一个长时期。这简单学说的一个明显的而且不易立刻逾越的困难，便是事实上造父变星的最亮时并不在它最紧缩的时候，却在这以后的周期的1/4的时候，那时它向外膨胀得十分厉害。显然这颗恒星变光问题是与恒星本性的整个问题有密切关系的。
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恒星演化
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从前把宇宙演化的理论看得比现在严重些的时候，大家相信星云是宇宙间最原始的材料形态。星云又怎样产生却不能明白了。星云便是最初的混沌，有秩序的恒星、行星之群都由此而生。200多年前，哲学家康德提出第一个星云假说。他选定星云做第一阶段，因为他看来这是不能继承其他物质的最简单的形态。在他看来，演化过程便是由简趋繁，这种观点在后来的学说上也大致传留了下来。拉普拉斯的关于宇宙演化的星云假说是其中最著名的一个，他把太阳系的发展特别研究了一下。
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直到20世纪30年代，大家还大致假定恒星的发展是由于明亮星云（例如猎户座大星云）的凝缩。而且大家相信不同颜色的恒星便代表不同的年岁。年轻的星最热，因此是蓝色星。它们逐渐冷却凝缩便成为太阳之类的中年黄色星。到老年更冷了，便成为红色。它们的光又逐渐变红变暗，最后便消失了光芒。这古典理论并不是尽美尽善的。我们不能明白何以最热的星能是冷的星云的第二阶段。可是蓝色星与亮星云的亲密联结似乎又证明它们都极其年轻，例如昴星团中的蓝色星就裹在星云之中。但我们已知道这联结现在有了与前此不同的含义了。星云的明亮只因为附近有热的恒星。
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原来的恒星演化学说是一条路线的过程，从稀薄的星云到密而暗的恒星。但在1913年，罗素（Russell）指出从蓝星到红星的程序有两支。一支包含比太阳更大更亮的巨星与超巨星，其中的红色星是最大最稀薄的；另一支包含较小的主序星（有太阳在内），这些星愈红便愈小愈密。为解说这新论据，又有恒星发展的新学说出来，在其后广为采用。恒星由暗星云凝缩而成，起初是大的红星，温度低，而且表面每平方米都并不亮，可是因为它们太大，所以也就成为最亮的星了。年纪一大，这颗星就变小。有一时期它们由凝缩而生的热量比辐射出去的多。它们越来越热，从红到黄又到蓝一直变色。此时凝缩减慢了，热量得到的比放出的少了，星又渐冷却，颜色由蓝而黄而红，最后停止发光。
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两种学说都是以星云始，以暗星终。两者都以凝缩为要点。考察这些学说时，我们倒要知道是否将来有一时期中全没有星云而且一切星都消失不见。不过我们要记得这是讨论到一个极繁难的题目的先驱学说。宇宙发展过程极慢，因此也极难追求踪迹，我们又没有确切证据证明恒星不断地凝缩。
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恒星的演化是一个漫长而复杂的过程。我们现在认为，恒星的终态有3类：其一，大质量恒星的燃料用完后炸掉自己，最终灰飞烟灭，其残片又重新聚集，也为新恒星的诞生提供了条件。其二，超新星爆发后留下一个中心天体（中子星或夸克星），发出规则的脉冲，表现为我们熟知的脉冲星。休伊士女士最初发现这些脉冲时，还以为是外星人的信号呢。其三，发生引力的进一步塌缩，形成恒星级别的黑洞。这也是目前科学界的热门话题之一。
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新星
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“新星”是一切星中最惊人的，而且也实在是一切天界现象最惊人的。它们被叫做“新星”（novae），其实并不是新生出的星，只是表面和大多数恒星一样永恒的暗弱的星，因为我们未知的缘故突然炸裂了而已。在几小时之内，它们由不可见而一直升到不知若干倍的明亮，在它们暂时的光芒绝顶时，它们有时可以比得上最亮的恒星，而更稀少的时候竟可比得上最亮的行星。以后它们又较迟缓地沉入黑暗中去。
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最美的新星在1572年出现于仙后座中。它常被称为“第谷星”（Tycho’s star），因为那位著名天文学家虽非这颗星的第一个发现者，却是第一个观测者。那颗星突然升到和金星相等的亮度以后暗淡下去，约6个月以后消失不见。蛇夫座中的“开普勒星”（Kepler’s star）比木星还要明亮。这颗星在1604年出现于天空，整整一年半都可为肉眼所见——当时还没有望远镜可以继续看下去。
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图75 （左）第谷超新星
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图76 （右）开普勒超新星爆发后的遗骸
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