蟹狀星雲的中央，就藏着一顆中子星。 網上圖片天上的星體以及與它們有關的各種現象，一直是我們極有興趣、極欲了解的範圍；星星的誕生與死亡，自然是天文學中熱門的話題。或許大家早已聽聞，一些星星「死亡」後會變成「中子星」，但「中子星」究竟是什麼？星星不是生物，它們的「死亡」又是什麼意思？今天就和大家簡單介紹一下。
沒有原料核聚變 星星就算是死亡
什麼是星星的死亡？這其實牽連到另外一個問題：星星究竟是什麼？又或者再多想一想：為什麼月亮這麼明亮，也不算是星星？這個問題大家可能懂得回答：因為月亮本身不可以自己發熱發光。的確，在天文學裏，能夠運用核聚變這種核反應去將幾個較小、較簡單的核子聚合成較大、較複雜的核子，而藉此釋放出能量的物體，才可以叫作星星。將幾個氫氣核子聚合成氦氣核子的核反應，就是在星星中心經常發生的核聚變的好例子。
高溫產生核聚變
核子都帶正電荷，因此它們之間會互相排斥；所以要核聚變發生的先決條件，就是高溫：高溫可以讓這些核子有更多的能量，以更快的速度四處移動，好讓它們「互相靠近」而發生核聚變。正因如此，核聚變主要是在酷熱的星星中心裏發生；以現今的科技水平而言，我們還在努力研究如何在受控的情況下製造高溫的環境，繼而利用核聚變去產生能源。
一般來說，愈大的核子所帶的正電荷就愈強，因此就需要更高的溫度。正是這個理由，限制了星星內部的核聚變：將氫氣核子聚合成氦氣核子的核聚變，需要的溫度最低。
當星體中心的氫氣慢慢都轉化成氦氣以後，星星的中心不一定有足夠的溫度去將氦氣融合為更重更大的核子。到了這個地步，這顆星星就無法再發熱發亮，可以說是「死亡」了。
失去光熱抗衡引力 收縮壓力粉碎原子
「死亡」了的星星其後會怎樣？大家可能知道，星星是一團發熱發光的氣體，質量不小，因此自然地會在萬有引力的影響下向中心聚攏；平日星星能夠維持一定的大小，全靠星星中心的核聚變所產生的光、熱及壓力去抗衡萬有引力，制止星星一直向中心收縮。核聚變停止了，萬有引力就變成一面倒的「勢力」，星星自然進一步收縮，在中心形成更大的壓力。
質量較高的星星能在中心形成更大的壓力，不僅大到可以壓碎原子，有時甚至可以將原子核壓成中子之類更微細的粒子。這種處於中子狀態的星體，就是我們所說的「中子星」了。假若原來星星的質量更大，其實更可以連這些中子也一併粉碎：到了這個境況，其實亦不會再有其他力量可以去制衡萬有引力，因此這樣的星體亦只會繼續收縮下去，在中心形成無比的壓力和引力，也就是光線也無法離開的黑洞了。
浪漫一點來看，星星與人類一樣，同樣也在經歷着出生、成長與死亡。要去理解這各個階段，自然極不容易，但是也是代表了人類智慧的結晶呢。■張文彥 香港大學理學院講師
短暫任職見習土木工程師後，決定追隨對科學的興趣，在加拿大多倫多大學取得理學士及哲學博士學位，修讀理論粒子物理。現任香港大學理學院講師，教授基礎科學及通識課程，不時參與科學普及與知識交流活動。
