深邃的夜空中群星璀璨。如果幸運的話，你能在遠離城市燈光的郊外看到大約3000顆恒星。我們所在的銀河係，就有超過1000億顆恒星，而在目前能觀測到的範圍內，就有超過1000億個河外星係。宇宙中的恒星，甚至比地球上的沙礫還要多。龐大而熾熱的恒星，統治著整個宇宙，並在爆炸中誕生，在爆炸中死去。宇宙中充斥的無數星塵，最終成為了生命的組成部分，我們身體裏的每一個原子，都是在恒星炙熱的內核中產生的。恒星推動著宇宙的運轉，它們是所有生命的起源。
恒星的大小不同，色彩各異，演化的曆程也不盡相同。恒星有自己的生命史，從誕生、成長、衰老，到最終走向死亡，不同質量的恒星，最終結局也不同。在恒星的世界裏，有單顆存在的恒星，也有兩顆或更多恒星組成的多星係統；有光度穩定的正常恒星，也有突然閃亮的超新星和光度變幻的變星。
每一個恒星都和太陽一樣，是巨大、熾熱、能發光發熱的氣體大火球，隻是由於距離我們太遠，看上去就成為一個發光的小亮點。恒星離我們很遠，對它的研究是一個困難問題。隨著天文望遠鏡、攝影方法、光譜分析法和射電望遠鏡的出現和使用，以及近代科學原理的運用，人們逐漸揭示了宇宙的一些奧秘。
4.1恒星及其構成
恒星是大質量、明亮的等離子體球。太陽是離地球最近的恒星，也是地球能量的來源。白天由於有太陽照耀，無法看到其他的恒星，隻有在夜晚的時候才能在天空中看見其他的恒星。恒星全部是氣體星球。晴朗無月的夜空，在無光汙染的地區，一般人用肉眼可以看到大約6000多顆恒星。通過望遠鏡觀察，則能夠看到幾十萬甚至是幾百萬顆恒星。銀河係中的恒星有1500億～2000億顆。
4.1.1星座和星名
恒星是星係的主體，晴朗的夜晚放眼天空，看到的無數亮點基本上都是恒星。許多古代文明都有專門的人來記錄恒星在天空中的位置。恒星在天空中的固定不變的位置能幫助人感知自己生存世界的變化，因而古代人借助星象來推算曆法，預知寒暑，到今天，遙遠恒星的位置依舊是精確判斷時間的依據。
所謂恒星，從字麵上看來，即永恒不動之星。古人受科學水平的限製，一直認為恒星的相對位置是不動的，為了和運動比較明顯的行星區別開來，把它們稱為恒星。18世紀以來，研究證明，恒星也在不斷地運動，不過由於距離我們太遠，它們的位置改變短期間內不易覺察，以致看上去它們之間的相對位置大致是固定的。但經過長時期的觀測，可以發現恒星的排列形狀就大不相同了。
肉眼可見全天球約有6000顆恒星，用望遠鏡可看到千千萬萬顆。它們與我們之間的距離差別很大，但我們卻分辨不出來，遠近似乎都是一樣的，都鑲在天球的內層上（實際上天球是不存在的）。
古巴比倫人把一些最顯著的恒星分出來，冠以特殊的名稱，這就是早期星座的萌芽。古希臘和古羅馬人為了體現恒星間的相互排列位置而將它們分群並賦予神話中的神、人、動物及器物等名稱，這些名稱基本沿用至今。2世紀時已將北天星座的名稱大體確定，共分為48個星座。南天星座的劃分方法是根據以往的方法沿襲下來的，這部分星座在17世紀的環球航行中逐漸確定下來。
1928年，國際天文學聯合會通過決議，將全天球的恒星按照幾何圖形劃分成88個區域，稱這些區域為星座。星座之間按赤經、赤緯坐標線來劃分。這些星座以古希臘星座為藍本，人們可根據每個星座的獨特形狀來辨認恒星。我國古代把星座稱之為“星官”。據考證，我國劃分星空的曆史可追溯到周朝以前，司馬遷著的《史記·天宮書》是最早係統地描述全天星官的著作，書中已有三垣二十八宿等劃分星空的記載。
我國古代把北天球的恒星劃分為三垣——紫微垣（包括北極附近的天區）、太微垣（包括室女、後發、獅子等星座的一部分）、天市垣（包括蛇夫、武仙、巨蛇、天鷹等星座的一部分），又把日、月、五星（金、木、水、火、土）在天空運動路徑附近的恒星劃分成四象——蒼龍、玄武、白虎、朱雀；每象再劃分七個小區域叫作星宿，共有二十八宿——角、亢、氐、房、心、尾、箕；鬥、牛、女、虛、危、室、壁；奎、婁、胃、昴、畢、觜、參；井、鬼、柳、星、張、翼、軫。此外還給一些亮星起了專門的名稱，如牛郎、織女、天狼等。我國古代人民以自己的意識形態觀念為恒星命名和區分，有鮮明的獨特性。
4.1.2恒星的特征
恒星的一切包括本質特征幾乎都取決於它最初的質量，例如光度和大小，還有演變、壽命和最終的命運。
（1）光譜、顏色和溫度
恒星自身能發出光線或者其他形式的輻射，因為它們離地球都很遠，所以最終抵達地球的光就很微弱，普通人憑借肉眼能分辨的恒星不足萬顆，但借助收集光線能力極強的望遠鏡，人類已經能辨認出百萬顆恒星。實際上恒星的數目遠不止如此，光銀河係的恒星可能就有千億顆。
絕大多數恒星都由電離氣體，也就是等離子體構成，這些等離子體進行著不同類型的核反應，這些氣體可以是核反應的原材料，也可以是核反應的產出物。恒星在其一生中的大多數時間內進行的核反應是將小的原子合成為質量稍大的原子，比如將氫原子合成為氦原子。這個反應中氫原子是原材料，氦原子就是產出物，氫消耗完以後，氦就會轉變角色，作為原材料在新的核反應中合成為更重的碳原子。可以說絕大多數較重的原子都是在恒星中形成的。
通過光譜分析的方法，不但能研究出天體的化學成分，而且能了解天體的許多物理性質。人類對宇宙的認識就是依賴科學實踐的不斷提高，從而證實人類的認識能力是無限的。用攝譜儀可以測得太陽的光譜是連續光譜和吸收線組成的吸收光譜。恒星的光譜和太陽一樣也是吸收光譜，但不同的恒星具有不同的光譜，有的紅光強，有的藍光強；有的吸收線多，有的吸收線少。為什麼恒星的光譜不相同呢？研究表明，這是因為恒星的溫度、壓力、密度、化學成分、電場、磁場等互不相同。因此通過對恒星的光譜研究，可以獲得大量有關恒星的知識。
盡管恒星的光譜千差萬別，但仍具有一定的規律性。在觀測中，人們發現顏色相同的恒星的光譜大致相同，顏色不同的恒星的光譜不相同。根據對大量有關恒星光譜的研究，可以把它們劃分為七種主要類型：O型、B型、A型、F型、G型、K型、M型。其中，高溫的O、B、A型星質量最大，發光的本領強，發出的光呈藍白色，電離氫、氦譜線較強；溫度中等的F、G型星，質量和發光的本領皆居中，發出的光呈黃色，除氫譜線外還有鈣的譜線；低溫的K、M型星質量小，發光本領弱，發出的光呈紅色，光譜中主要是一些最容易激發的金屬原子譜線及分子帶。太陽就是一顆G型的黃星。
我們有這樣的常識：藍白色的火焰溫度高，紅色的火焰溫度低。天上的星星也是如此，它們的不同顏色代表表麵溫度的不同。一般說來，藍色恒星表麵溫度在10000K以上，如參宿七、水委一和軒轅十四等。白色恒星表麵溫度在11500～7700K，如天狼星、織女星、牛郎星、北落師門和天津四等。黃色恒星表麵溫度在5000～6000K，如太陽、五車二和南門二等。紅色恒星表麵溫度在2600～3600K，如參宿四和心宿二等。L型矮星的表麵溫度在1500～2000K。
（2）恒星的化學組成
研究證明，恒星在化學組成上和太陽差不多，氫元素占的百分比最大，其次為氦。氫和氦一共占98%，其他重元素共占2%。
以質量來計算，恒星形成時的比例大約是70%的氫和28%的氦，還有少量的其他重元素。因為鐵是很普通的元素，而且譜線很容易測量，因此典型的重元素測量是測量恒星大氣層內鐵含量。由於分子雲的重元素豐度是穩定的，隻有經過超新星爆炸才會增加，因此測量恒星的化學成分可以推斷它的年齡。重元素的成分或許也可以顯示其是否有行星係統。
已測量的恒星中含鐵量最低的是矮星HE1327-2326，鐵的豐度隻有太陽的二十萬分之一。金屬量較高的是獅子座μ，鐵的豐度是太陽的一倍，而另一顆有行星的武仙座14則幾乎是太陽的三倍。也有些化學元素與眾不同的特殊恒星，它們的譜線中有某些元素的吸收線，比如鉻和稀土元素。
（3）恒星的大小
由於恒星離我們太遠，它們的角直徑太小，不易測量。對一些角直徑較大的恒星可利用幹涉儀來測量。若恒星的距離已知，其大小就不難計算了。離我們較遠的恒星的大小，要采用其他方法來推導。現代測量的結果表明，恒星的大小相差很大，有的恒星的直徑比太陽大幾百倍，甚至上千倍，如天蠍α星（心宿二）的直徑約為太陽的600倍；參宿四的直徑約為太陽的650倍，大約9億千米，但是密度比太陽低很多。有的恒星的直徑比太陽小得多，隻有太陽的幾分之一到幾百分之一，甚至更小。天狼星伴星的直徑為太陽的1/30。中子星的直徑隻有20～40千米。太陽的大小在恒星中處於中等。
（4）恒星的質量
恒星的質量是研究恒星演化最重要的一個物理量。測定恒星的質量是天文學中的一個難題，除了太陽外，隻能對某些雙星的質量進行測量，雙星中的主伴兩星均繞其質量中心做橢圓軌道運動，通過測量它們的運動周期和軌道半長徑，應用開普勒第三定律可求出它們的質量。其他恒星的質量都是用間接方法推算出來的。在測定出很多恒星質量之後，人們發現了一條重要規律：恒星質量愈大，其光度也愈強，這稱為質量-光度關係，簡稱質光關係。根據這個關係可以近似定出單個恒星的質量，但是必須是主星序的恒星，對變星不適用。如B型恒星質量為太陽的16倍，A型為太陽的4倍，F型為太陽的1.5倍，G型同太陽相等，K型為太陽的0.8倍，M型則為太陽的0.5倍。可見恒星的大小雖然差異懸殊，但質量是決定恒星性質的基本因素。如果一個星體的質量小於太陽質量的7%，由收縮產生的溫壓不足以發生熱核反應，不能發光，也就不能成為一顆恒星，隻能成為像行星那樣不能產生可見光的天體。若一個星體的質量達到120個太陽的質量，在這個轉折點上，由於溫壓過高，中心產生激烈的核反應，過強的輻射就會導致爆炸。這是量變到質變的很好例證。
大多數恒星的質量在0.08~65倍太陽質量之間。質量超過65倍太陽質量時，星體是不穩定的，激烈的爆發會導致其質量大幅減小。總的來說，恒星在廣度和直徑方麵的差別很大，但質量的差別卻不是很懸殊。
太陽重近2000億億億噸（2×1027噸），是地球質量的33萬倍。太陽的壽命長達100億年。它已走過了50億年，現在剩下的燃料還足夠燃燒50億年。
對於恒星，是不是恒星越大，燃料越多，壽命就越長呢？不是，恰恰相反，恒星質量越大，壽命越短。對此，人們舉例來說明這個問題。
除太陽之外，距離我們最近的恒星為半人馬座的比鄰星。該星的直徑隻有太陽的1/7，亮度隻有太陽的千分之一，視星等隻有11等，表麵溫度隻有太陽的1/3，僅2000℃。但是，它的壽命卻達到太陽的7倍，長達700多億年。而比比鄰星更小的恒星，其壽命還要長。某些小恒星的壽命最長可達到1500億年。
恒星的質量也有限製。據計算，如果一顆恒星的質量小於0.07倍太陽質量，它便失去了作為恒星的資格。但是，如果一顆恒星的質量大於160倍太陽質量，那麼，這顆恒星在還沒有形成的時候，就毀滅了。