從天文觀測的角度看，恆星是會發光的天體，而行星只是反射或折射恆星發出的光線而已。
恆星發光的原因是因為它內部的熱核反應。公眾熟知的核反應例子是世界上各個大國掌握的核武器：原子彈和氫彈。前者的物理過程叫做“核裂變”，後者則叫做“核聚變”。裂變指的是一個大質量的原子核（例如鈾）分裂成兩個較小的原子核，聚變則是由較輕的原子核（例如氫）合成為一個較重的原子核，比方說氫彈，便是使得氫在一定條件下合成中子和氦。
無論是裂變還是聚變，原子核的質量都發生了變化。愛因斯坦的狹義相對論認為質量能量是同一屬性的不同表現，它們可以互相轉換，核反應中便有一部分靜止質量轉化成巨大的能量被釋放出來，這就是為什麼核武器具有巨大殺傷能力的原因。太陽內部所發生的，便是與氫彈原理相同的核聚變。
核聚變要求的條件是很苛刻的，需要超高溫和超高壓。地球上的人類人為地製造這種條件不是那麼容易，困難重重，但在太陽的核心區域中卻天然地提供了這一切。那兒的物質密度很高，大約是水密度的150倍，溫度接近1500萬攝氏度。因此，在太陽核心處進行著大量的核聚變反應，如圖1-2-1a所示。
圖1-2-1：太陽內部的核反應
太陽內部的熱核反應，產生攜帶著大量能量的伽馬射線，也就是光子，同時也產生另外一種叫做中微子的基本粒子。因而，在我們的宇宙太空中，不僅飛舞著各種頻率的光子（電磁波），也飛舞著大量的中微子！
中微子字面上的意思是“中性不帶電的微小粒子”，是上世紀30年代才發現的一種基本粒子。中微子有許多有趣的特性，有待人們去認識和研究。比如說，科學家們原來認為中微子和光子一樣沒有靜止質量，但現在已經認定它有一個很小的靜止質量。
太陽核心球的半徑大約只有整個半徑的五分之一到四分之一。核心之外的輻射帶中充滿了電子、質子、中子等基本粒子。當光子和中微子在太陽內部產生出來後，它們的旅途經歷完全不一樣。
光子是個“外交家”，與諸多基本粒子都有“交往”，它們一出太陽核心，旅行不到幾個微米便會被核心外的等離子體中的基本粒子吸收，或從原來高能量的伽馬射線轉化成能量更低的光子，散射向四面八方，說起來你會難以相信，一個光子如此經過反反覆覆的曲折迂迴的路線之後，平均來說，要經過上萬年到十幾萬年的時間，才能從太陽核心到達太陽表面，繼而再飛向宇宙空間，照耀太陽系大家庭，促成地球上的“萬物生長”。
當光子來到太陽表面時，已經不再是伽馬射線，而是可見光。太陽表面的溫度相對於核心處1500萬度的高溫而言，也已大大降低，大約只有6000度左右。
中微子則大不相同，見圖1-2-1b，它不怎麼和其它的物質相互作用，因而，它在被核聚變產生出來之後，兩秒鐘左右便旅行到了太陽表面，從太陽表面逃逸到太空中去了。
所以，非常有趣，當我們在地球上同時接收到從太陽輻射來的光子和中微子時，它們的年齡可是相差太大了：中微子是個太陽核心的“新生兒”，光子卻是多少萬年之前核聚變的“老頭”產物了。
無論如何，太陽系大家庭的能量來源是太陽核心的核反應。聚變反應每一秒鐘將超過400萬噸的物質（靜止質量）轉化成能量。如此一來，科學家們不由得擔心起來：太陽以如此巨大的速度“燃燒”，還能夠燒多久呢？
像太陽這類恆星的生命週期和演變過程取決於它最初的質量。大多數恆星的壽命在10億歲到100億歲之間。初略一想，你可能會認為質量越大的恆星就可以燃燒更久，便意味著壽命更長。但事實卻是相反：質量越大壽命反而越短，質量小的（矮子）細水長流，命反而長。比如說，一個質量等於太陽60倍的恆星，壽命只有3百萬年，而質量是太陽一半的恆星，預期的壽命可達幾百億年，比現在宇宙的壽命還長。
就我們的太陽而言，其生命週期可參考圖1-2-2。
圖1-2-2：太陽的生命週期
由圖可見，太陽是在大約45.7億年前誕生的，目前“正值中年”。太陽在45億年之前，是一團因引力而坍縮的氫分子云。科學家們使用“放射性定年法”得到太陽中最古老的物質是45.67億歲，這點與估算的太陽年齡相符合。
恆星的年齡與恆星的質量有關，其原因是因為“引力”在恆星演化中起著重要的作用。描寫引力作用的理論有牛頓的萬有引力定律和愛因斯坦的廣義相對論。這兩個理論被應用在引力較弱的範圍時，結果是一致的，但對於強引力場，或者是宇宙大尺度現象時，必須使用廣義相對論，才能得出正確的結論。
世界的萬物之間都存在引力，引力使得兩個質量互相吸引。一個系統中，如果沒有別的足夠大的斥力來平衡這種吸引力的話，所有的物質便會因為引力吸引而越來越靠近，越來越緊密地聚集在一起，並且，這種過程進行得快速而猛烈，該現象被稱為“引力塌縮”。在通常所見的物體中，物質結構是穩定的，並不發生引力塌縮，那是因為原子中的電磁力在起著平衡的作用。
在恆星形成和演化過程中存在引力塌縮。所有恆星都是從分子云的氣體塵埃坍縮中誕生的，隨之凝聚成一團被稱為原恆星的高熱旋轉氣體。這一過程也經常被稱作引力凝聚，凝聚成了原恆星之後的發展過程則取決於原恆星的初始質量，因為太陽是科學家們最熟悉的恆星，所以在討論恆星的質量時，一般習慣將太陽的質量看成是1，也就是用太陽的質量作為質量單位。
質量大於十分之一（太陽質量）的恆星，自身引力引起的塌縮將使得星體核心的溫度最終超過1,000萬度，由此而啟動質子鏈的聚變反應，氫融合成氘，再合成氦，大量能量從核心向外輻射。當星體內部輻射壓力逐漸增加並與物質間的引力達成平衡之後，恆星便不再繼續塌縮，進入穩定的“主序星”狀態。我們的太陽現在便是處於這個階段，如圖1-2-2所示。
質量太小（小於0.08）的原恆星，核心溫度不夠高，啟動不了氫核聚變，就最終成不了恆星。如果還能進行氘核聚變的話，便可形成棕矮星（或稱褐矮星，看起來的顏色在紅棕之間）。如果連棕矮星的資格也夠不上，便只有被淘汰的命運，無法自立門戶，最終只能繞著別人轉，變成一顆行星。
太陽的主序星階段很長，100億年左右，到目前為止，太陽的生命剛走了一半，所以我們人類還可以穩當地繼續50多億年與目前差不多的日子，大可不必焦慮。
不過，恆星核心內部的氫，即熱核反應的燃料，終有被消耗殆盡的那一天。對太陽而言，從現在開始，溫度將會慢慢升高，當地球到達100億歲左右，太陽中間的氫被燒完了，但是內部的溫度仍然很高，然後就開始燒外層的氦，於是，太陽會突然膨脹起來，體積增大很多倍，形成紅巨星。
那時候，地球的災難來了，將和太陽系的其它幾個內層行星一起，被太陽吞掉。不過，那已經是50億年之後的事，也許人類的科學技術已經發達到很高的程度，人類早已搬離了太陽系，去到了一個安全的地方。
太陽最後的結局是白矮星，或者再到黑矮星。這兒我們用“矮”字來表示那種體積小但質量大的星體。天文學中有五種小矮子：黃矮星、紅矮星、白矮星、褐矮星、黑矮星。不過，天體物理中人們最感興趣的是白矮星。
人類對恆星的研究始於太陽但不僅於太陽。特別是，恆星的生命週期長達數十上百億年，比我們個人的壽命不知道大了多少倍。
人生易老天難老，恆星的進化過程緩慢，我們看到的太陽天天如此，年年如此，好像世世代代都如此。如果僅僅從太陽這一個恆星的觀測數據，很難驗證我們上面圖1-2-2中對太陽生命週期（大約140億年）的描述，我們任何人的一生中，都無法觀察到太陽過去的誕生過程，也無法看到它變成紅巨星以致白矮星時候的模樣，我們所能看到的，只不過是太陽生命過程中一段極其微小的窗口。
科學家總能夠找到解決問題的辦法，宇宙中除了太陽之外，還有許許多多各種各樣的恆星，有的與太陽十分相似，有的則迥然不同。它們分別處於生命的不同時期，有的還是剛剛誕生的“嬰兒”恆星；有的和太陽類似，正在熊熊燃燒自己的生命之火，已經到了青年、中年、或壯年；也有短暫但發出強光的紅巨星和超新星；還有一些已經走到生命盡頭的“老耄之輩”，變成了一顆“暗星”，這其中包括白矮星和中子星，或許還有從未觀察到的“夸克星”？此外還有黑洞，它們是質量較大的恆星的最後歸宿，可比喻為恆星老死後的屍體或遺蹟。
觀測研究這些形形色色的處於不同生命階段的恆星，便能給予我們豐富的實驗資料，不但能歸納得到太陽的演化過程，還可用以研究其它星體的演化，星系的演化，以致於宇宙的演化。
（摘自《永恆的誘惑：宇宙之謎》。作者：張天蓉）
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