分类特征

在赫罗图上，红巨星是巨大的非主序星，光谱属于K或M型。所以被称为 红巨星 是因为看起来的颜色是红的，体积又很巨大的缘故。鲸鱼座的苧藁增二、金牛座的毕宿五、牧夫座的大角星等都是红巨星；而天蝎座的心宿二、猎户座的参宿四、大犬座VY等则是红超巨星。

大部分的红巨星，其核心是未聚变的氦，能量由氦核外的氢燃烧包层提供，它们在图上构成了红巨星分支（RGB星）。另外一些，其核心是碳等更重的元素，外部是在燃烧的氦包层和氢包层，它们构成了图上水平的 渐近巨星分支 （AGB星）。在恒星大气中碳含量比氧含量还高的碳星中，AGB星的光谱类型一般属于C-N到C-R型。

演化

哈勃于1997年拍摄的红巨星蒭藁增二。

膨胀过程

质量在太阳的0.5至7倍之间的恒星，在耗尽了核心的氢燃料之后，燃烧将会移至核心外围的氢气层。因为惰性的氦核本身没有能源，便因为引力而收缩并被加热，在上面的氢也会跟着一起收缩，因此融合的速度会增加，产生更多的能量，导致恒星变得更为明亮（比原来亮1,000～10,000倍）并且使体积膨胀。体积膨胀的程度超过发光能力的增加，因此表面的有效温度下降。表面温度的下降使得恒星的颜色倾向红色，因此称为红巨星。理论上，恒星光谱从A至K的主序星会演化成为红巨星及红超巨星，而O与B型的恒星会成为蓝超巨星（与红巨星演化有很多不同处）。

当恒星的核心持续收缩到足以点燃3氦过程的密度和温度条件，氦聚变就会启动。

对质量小于2.5倍太阳的恒星而言，氦核心需要持续收缩以对抗越来越多的核心的氦积聚，对抗引力的唯有电子简并压力。所以，当温度上升到～1亿度的点燃温度时，早已是类似“白矮星”一般的简并态致密核。这样的氦燃烧无法及时通过热膨胀把能量传输出去，就会出现热失控的氦闪，大约在1分钟内，氦核的大部分都聚变为碳核（以及后续的氧核），并向恒星外层传输出巨量的能量，导致恒星突然性变亮，并持续一个短周期。然后，核心又不再产生能量，外层的氢在较浅的位置上以较复杂的方式继续聚变成氦。恒星核心再次缓慢积聚氦，较长的一段时间后，类似的氦闪又在富含碳-氧内核外的氦包层中再次发生。这时的恒星就位于赫罗图上的渐近巨星分支上，每次氦闪后，从一个红巨星分支进入另一个分支。

大于太阳质量2.57倍的恒星，由于氢核聚变速度更快、核心更热，氦聚变可以在核心尚未收缩到白矮星密度的简并态前就点燃，整个核反应会比较平顺与持续的进行。当这类恒星初始的重元素含量较低（“贫金属”星）时，它们将进入水平分支——这些恒星在赫罗图上的位置是水平的分布。富含金属的恒星在这个阶段则群聚成赫罗图上的红群聚。

不经历红巨星阶段的恒星

质量很低的红矮星（＜0.5个太阳质量）只有对流层，恒星处于完全对流状态， ，恒星的元素丰度基本各处相同。由于核心的温度本来就不是很高，而且质量太小，整个恒星无需过于收缩以顶住引力。所以这些恒星既使到了晚期氢丰度不是很高的情况下，也不能通过收缩让累积在核心的氦达到核聚变的温度，既使用尽了氢也不能成为红巨星。 由于它们的主序星阶段生命远远长于我们宇宙的年龄，这类恒星的演化仅是理论上的，并无观测实例。

质量极高的O、B型星（25个太阳质量以上），其主序星阶段就位于赫罗图的左上角顶端，属于蓝巨星甚至蓝超巨星。它们将一直在赫罗图的最上方水平移动，氦聚变开始后可能成为高光度蓝变星，也可能成为沃尔夫-拉叶星。接着它们就以Ⅱ型或Ⅰb、Ⅰc型超新星爆发结束其短暂的生命。

红巨星的太阳

比较当前作为主序星的太阳和将来成为红巨星的太阳。

大约在50到75亿年后，太阳将成为红巨星， 经过科学家们的计算，届时太阳将变得异常巨大，足以吞噬掉目前太阳系里，包括地球大概火星以内的内侧行星。 然而，太阳的引力也会因为质量的减少而减弱，因此火星和所有的外行星，都会往外移。在这时候水星和金星都差不多一定会被太阳吞噬掉。地球的命运不是很清楚。要是没有潮汐力的话，那地球的轨道就会往外逃到差不多1.5天文单位。但近来研究发现因为地球和太阳有潮汐力，地球还是会被太阳的外气层吞噬掉。可是在此之前，当太阳的氢耗尽时，地球的生物圈将会被破坏，额外增加的太阳能也将造成地球海洋的蒸发。过30亿年以后，地球的表面将变得如同金星一般高热。再50亿年以后，地球的空气已经往外太空逸散掉了，最后地球变成焦黑的行星。

小说中的红巨星

在超人的漫画书中，毁灭了的超人出生地克利普顿星所在的行星系即是绕着红巨星运行，而故事情节里则设定超人的力量来源取源于地球所环绕的黄色太阳。

参考

蓝巨星

红矮星

超巨星

红超巨星

白矮星

红特超巨星

参考文献

Norbert Langer: Leben und Sterben der Sterne. C.H.Beck"sche Verlagsbuchhandlung, München 1995. ISBN 3-406-39720-4. （德文）

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