天文学家如何判断宇宙中的星星（宇宙中那么多星星）

这是一个囊括了宇宙的过去，现在和未来的话题，但其实这个话题的人类主观性很强，因为宇宙并不只是为了人类而存在！在宇宙138.2亿年的历史中，生命的诞生只是一个意外，但到了人类诞生的那一刻起，尽管时间并不久，但我们一直以主人自居，事实果然是这样吗？

一、宇宙中有多少颗星星？

这是一个老掉牙的话题，从哈勃的深空场HDF，到哈勃南天深空（HDFS）以及哈勃超级深空场（HUDF），我们对宇宙的认识正在不断加深，对遥远星系的认识也在逐渐扩大！今天我们已经知道，我们头顶天空中随便一片天空，即使我们看上去空无一物，那么在哈勃超级深空场的曝光要求下，也会得到如下星空照片！

上图几乎就是人类在可见光波段看到宇宙的最远极限，超过133.5亿光年外宇宙的秘密就隐藏在上图中，在这张看上去密密麻麻但仍然依稀可辨的照片中，至少有上万个星系！

XDF的曝光天区大小和满月面积的大小对比，满月的视角大约0.5度，而XDF的面积甚至不如月面的1/100，可以想象一下整个宇宙有多少星系，保守估计宇宙中至少存在约2万亿个星系！假如按银河系的1000亿至4000颗恒星数量计算，那么整个宇宙的恒星将超过2-8×10^24颗恒星，假如要计算行星的话，这个数量可能会急剧上升！

二、宇宙中那么多行星，它们都是哪些星星呢？

其实一张图即可表达宇宙中的星星类型！这就是恒星生命的各个周期图示

宇宙中的星星种类就全部包括在内了，因为都是恒星不同的发展阶段所决定，一般认为还处在恒星阶段内的天体有：

1、主序星阶段：比如太阳与天狼星以及比邻星等

2、红巨星阶段：比如参宿四，海山二，盾牌座UY等已经处在超新星爆发边缘的红巨星

这两个阶段的星星，我们认为它还是恒星！

• 主序星：在赫罗图中主序带上的恒星，即以氢元素燃烧为主的恒星称为主序星！
• 红巨星：在氢元素燃料逐渐耗尽，辐射压降低后内核压力增加到可以点燃氦元素燃烧，导致外壳膨胀的恒星，成为红巨星！

除上述这些真正的恒星以外，还有：

• 白矮星，黄矮星后期红巨星外壳抛弃后留下的那颗恒星内核，起质量引起的引力坍缩并不能突破电子简并压而存在的一种电子简并态天体，称为白矮星！
• 中子星：红巨星后期超新星爆发，内核质量足够，突破了电子简并态，但还没有突破中子简并态的天体称为中子星！
• 黑洞：其实这种是不发光的，但也是恒星发展的一个归宿，质量足够突破中子简并态，成为夸克星或者突破夸克简并态之后的黑洞

当然宇宙中发光其实还有很多，比如还有：

• 星系：无数的恒星系以及星际尘埃（如星云等）组成的运行系统！
• 类星体：类星体是一类离地球极为遥远（超过100亿光年）、能量极高高的活动星系核！
• 超新星：红巨星晚期阶段爆发或者超过40倍太阳质量的恒星晚期（不会形成红巨星）爆发而成的天体，一般持续时间不久（数周到数月），但亮度极高的偶发性天体！

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三、这些恒星都有什么用？

我们并不清楚宇宙中是否有其他生命，但对于人类来说，这么多天体中，适合人类在其周围生存的，不过就黄矮星和部分红矮星而已！人类这个物种其实很脆弱，希望恒星有如下条件：

1、辐射不能太强

3、表面活动必须要稳定

能满足这个条件的也就黄矮星和部分红矮星（0.6-0.8倍太阳质量之间），因为过小的红矮星表面活动非常剧烈，因此也不适合生存，而过高质量的恒星则其寿命并不长，比如数亿年寿命甚至只能让地球诞生最简单的生命！当然有一个好消息是银河系中大约有90%的恒星都比太阳要小，从另一个角度来说银河系中周围能支撑生命的恒星有很多，而开普勒望远镜和TESS的不懈努力正在这些恒星周围找出适合人类或者有可能诞生生命的系外行星！

开普勒望远镜搜索到的系外行星大小对比，请注意蓝色和绿色图标，因为这些系外行星和地球非常类似！

除了能够支撑生命生存的恒星以外，其他恒星就没用了吗？看起来似乎是这样，但事实上这些恒星的作用可大了！

1、能超新星爆发意义非凡，宇宙中除了氢、氦以及锂等少量在宇宙大爆炸初期形成的元素以外，其他几乎都是恒星的各个阶段合成的，简单的说我们地球上的所有元素都来自于超新星爆发！

2、中子星的存在也意义非凡，因为重元素将在超新星爆发过程中或者中子星合并中形成！

3、适合人类生存的恒星，不会超新星爆发，黄矮星形成行星状星云，其体量无法再形成恒星系，因此到这里几乎就是死路一条了，而0.6-0.8倍太阳质量的恒星，终身不会大幅抛洒物质，它就这样老死了！因此对人类作用比较大的两类恒星却会亲手将宇宙葬送！

以上分类都是以人类的角度来考量的，但事实上生命在宇宙的演化过程中可能是必然结果，不过更有可能则是一个匆匆过客，因为宇宙从诞生到未来的热寂时代，这个跨越也许没有一个物种可延续如此久远的时间，而在宇宙资源比较丰富的时代诞生了人类，似乎是对我们的一种恩赐，等到宇宙中处处都星星点点的红矮星将要熄灭的时代，那才是一个对生命恶意的时代，不过那将是很遥远的事情，因为红矮星的寿命将高达数千亿至上万亿年！