在天文学中，最小的恒星有多小，最大的又有多大呢？

恒星是宇宙中最常见的星体之一，它依靠内部的核聚变向外释放着巨量的光和热，是我们用肉眼和天文观测仪器最容易观测到的星体，恒星以它强大的引力作用和辐射能量，维系着一个恒星系统的稳定运行，在推动系统内物质和能量转化以及天体形成和演变中起到最要的作用。通过观测，科学家们推测出银河系有4000亿颗左右的恒星，而在可观测宇宙之内，则至少有上万亿亿颗，那么，在这些数量巨大的恒星中，质量最小的和最大的界限分别是多少呢？

恒星的形成过程

如果从一个恒星系的原始状态来看，排除恒星因引力作用俘获系外流浪行星的可能，则在这个恒星系中，恒星和围绕它公转的行星，几乎都是在同一时段内形成的，其形成环境依赖于这个系统中所包含的星际物质总量和浓度。

在上一任大质量恒星衰老死亡或者超新星爆发之后，会有大量的组成物质被抛洒在宇宙空间中，形成在一定范围内集中分布、物质浓度相对较高的星际空间，在这个空间中充斥着众多质量较轻的元素和星际尘埃，依靠着相互之间的引力作用逐步发生聚合，形成质量相对较大的核心物质团。

核心物质团在持续吸收外界物质的同时，因引力作用也在不断发生着向内坍缩，进而核心区的质量越来越大，在物质相互碰撞以及坍缩的综合作用之下，核心区的温度越来越高，当达到700万摄氏度以上时，就会触发氢原子的核聚变反应，这个时候就恒星就诞生了。

能够触发内核发生核聚变的临界质量是恒星的最小质量

从以上恒星的形成过程可以看出，形成恒星必须的条件就是内核发生核聚变，而氢原子发生核聚变所需要的温度，在所有元素中是最低的，因此所有的恒星在形成之后内核发生的聚变反应，都是从氢原子开始的。宇宙大爆炸之后释放出来的众多微小粒子，在几亿年之后最先组合成、也是最易组合成的物质就是氢原子，而超新星爆发以后所释放出来的物质，氢元素也有一定的比例，这些都为恒星的形成奠定了物质基础。

而恒星的形成，则是刚才提到的众多由星云物质组合而成的许多核心区相互竞争的结果，它们虽然是同时起步，但是由于星云物质密度的空间区域有一定的差异，造成了在演化方向上会存在着质量积累的不同步性，越是质量大的核心区，就越有优势吸收更多的星际物质，也越有可能把那些质量较小的核心区进行“收编”，从而为组合而成更大、更具有统治力的核心区，也就是恒星的“胚胎”奠定基础。

而那些在与这个最大核心区－恒星胚胎竞争中失利的核心区，后来就出现了不同的演化命运，距离很近的被恒星核心所吸收；距离相对较近且没有被吸收的只能依靠原始物质积累逐步演化固态行星；那些距离恒星较远的核心区，则在恒星形成以后，可以继续俘获被太阳风吹离的众多轻物质，从而聚合成质量较大的气态行星。

在理论上，在一个星际物质分布集中区域，星际物质的含量就多、密度越大，其形成恒星的可能性也越大，最终形成的恒星质量也会越大，围绕其运动的行星数量也会越多。但如果反过来看，在星云物质演化过程中，有两种情况的发生则有几率产生不了恒星：

第一种情况：假如星际物质的含量较少，即使占统治地位的核心区所吸收的星际物质总量，也不足以使核心区的温度提升到可以达到氢原子核聚变的程度，恒星就不会形成。第二种情况：在系统演化过程中，所形成的若干核心区最后势均力敌，谁也没有最终脱颖而出，星际物质的吸收和分配比较平均，也会使得触发恒星内部核聚变所需要的温度缺乏必要的支撑条件。根据科学家推测，当一个星体，其最后通过吸聚星际物质所达到的总质量，达不到太阳质量的0.08倍时，即使它再怎么“努力”，其内核的温度都达不到700万摄氏度，这个时候恒星内部就不会触发氢原子的核聚变，也就是质量的积累没有最终完成华丽的“质变”，只能形成“失败的恒星”－褐矮星。

能够维持外表形态稳定的临界质量是恒星的最大质量

恒星形成以后，依靠着内部核聚变产生的向外辐射压力与恒星外壳向内的重力相平衡，得以确保恒星的稳定。如果内核温度变低，则辐射压力减弱，重力占据上峰，恒星就会坍缩。如果内核温度升高，则辐射压力相应提高，重力作用处于弱势，则恒星体积就会膨胀。而在坍缩时会推动内核温度提升，在膨胀时会致使内核温度变低，于是在辐射压力和重力相互进行拉锯战的进程中，维持着恒星内部核聚变的持续进行。越是质量大的恒星，在此过程中能够参与核聚变的物质就越多，内核温度就会越来越高，从而因聚变产生的最后产物就会原子序数越高，直到出现比结合能最高的铁元素为止。

在恒星的主序期内，恒星的质量越大，则内核温度就越高，核聚变的强度就会越大，释放的能量也就越多，组成恒星的微观粒子所吸收的能量就越大，动能相应就越高，表现出向外的辐射压力就越大，而当所有微观粒子表现出来的辐射压力总和，超过了外壳向内的重力值时，就会推动外壳物质有一定几率脱离引力束缚，逃逸到宇宙空间中，从而使恒星外表形态发生剧烈改变，恒星就会变得越来越不稳定。

据科学家测算，当恒星质量达到太阳质量的50倍时，这种辐射压力超过重力作用的效应就会比较明显，而当恒星质量达到150倍太阳质量时，巨大的辐射压力会使大量的恒星组成物质脱离恒星体系，恒星也只能被迫解体，这个极限就是天文界中确定的埃丁顿极限。因此，150倍太阳质量理论上是恒星的质量上限。

不过，如果发生两颗大质量恒星相互碰撞的现象，则会在相互强大的引力作用下，重新聚合成一个质量更大的恒星，超过埃丁顿极限，不过这种情况并非是恒星自发演化形成的。而由于超过了恒星的稳定临界值，这种情况发生之后形成的组合恒星，内部的核聚变相当剧烈而且迅速，恒星也会相当不稳定，寿命也比其它恒星要小得多。比如，科学家们在大麦哲伦星系中，发现了3颗超过埃丁顿极限的恒星，其中最大的一颗为R136a1，其质量达到了太阳的260倍左右，是迄今为止发现的最大质量的恒星。

总结一下

恒星的最小质量，取决于能够引发内部氢原子核聚变的温度，而在太阳质量0.08倍以下，则只能形成褐矮星，不能形成恒星。恒星的最大质量，取决于恒星能够维持外部形态稳定的临界点，理论上超过太阳质量150倍的埃丁顿极限时，恒星就会非常不稳定有解体趋势。目前我们发现的R136a1是由于两颗大质量恒星相互碰撞形成的，虽然超过了埃丁顿极限，但因核聚变消耗物质的速度非常快，而且外层物质被巨大辐射压剥离的效应也非常明显，预计在几十万年之后就会发生超新星爆发而解体。

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