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恒星演化是天体物理学中的重要概念，描述了恒星从诞生到死亡的整个生命历程。恒星诞生于巨大的分子云，在自身引力作用下坍缩形成原恒星，当核心温度足够高时启动氢核聚变，成为主序星。恒星的质量是决定其演化路径和寿命的关键因素。
主序星阶段是恒星生命中最稳定也是最长的阶段。在这个阶段，恒星核心持续进行氢聚变反应，将四个氢原子核聚合成一个氦原子核，同时释放巨大的能量。这种核聚变产生的辐射压力与恒星自身的引力达到平衡，使恒星保持稳定的大小和亮度。恒星的质量决定了它在主序上的位置，质量越大的恒星温度越高，亮度越大，但寿命反而越短。
低质量恒星，比如我们的太阳，有着相对温和的演化过程。当主序星阶段结束，核心氢燃料耗尽后，恒星核心开始收缩，外层则膨胀冷却，形成红巨星。在红巨星阶段，核心开始进行氦聚变。当氦燃料也耗尽后，恒星会将外层物质抛射到太空中，形成美丽的行星状星云，而裸露的核心则成为白矮星。白矮星会在漫长的时间里逐渐冷却，最终理论上会变成黑矮星。
高质量恒星的演化过程比低质量恒星更加剧烈和快速。这些恒星在主序阶段结束后会膨胀成为红超巨星，体积可达太阳的数百倍。在红超巨星阶段，恒星核心会依次进行碳、氧、硅等重元素的聚变，形成洋葱状的多层结构。当核心形成铁元素时，由于铁无法通过聚变释放能量，核心会迅速坍缩，引发剧烈的超新星爆发。爆发后的残余物根据质量不同，会形成中子星或黑洞。
恒星分类系统帮助天文学家理解恒星的性质和演化阶段。光谱型分类基于恒星的表面温度，从最热的O型星到最冷的M型星，按照O-B-A-F-G-K-M的顺序排列。光度分类则基于恒星的大小和演化阶段，用罗马数字表示，从超巨星到白矮星。赫罗图将这两种分类结合起来，清晰地展示了不同类型恒星的分布和演化轨迹。我们的太阳是一颗G型主序星，位于赫罗图的中等位置。