深邃的夜空中群星璀璨。如果幸运的话，你能在远离城市灯光的郊外看到大约3000颗恒星。我们所在的银河系，就有超过1000亿颗恒星，而在目前能观测到的范围内，就有超过1000亿个河外星系。宇宙中的恒星，甚至比地球上的沙砾还要多。庞大而炽热的恒星，统治着整个宇宙，并在爆炸中诞生，在爆炸中死去。宇宙中充斥的无数星尘，最终成为了生命的组成部分，我们身体里的每一个原子，都是在恒星炙热的内核中产生的。恒星推动着宇宙的运转，它们是所有生命的起源。
恒星的大小不同，色彩各异，演化的历程也不尽相同。恒星有自己的生命史，从诞生、成长、衰老，到最终走向死亡，不同质量的恒星，最终结局也不同。在恒星的世界里，有单颗存在的恒星，也有两颗或更多恒星组成的多星系统；有光度稳定的正常恒星，也有突然闪亮的超新星和光度变幻的变星。
每一个恒星都和太阳一样，是巨大、炽热、能发光发热的气体大火球，只是由于距离我们太远，看上去就成为一个发光的小亮点。恒星离我们很远，对它的研究是一个困难问题。随着天文望远镜、摄影方法、光谱分析法和射电望远镜的出现和使用，以及近代科学原理的运用，人们逐渐揭示了宇宙的一些奥秘。
4.1恒星及其构成
恒星是大质量、明亮的等离子体球。太阳是离地球最近的恒星，也是地球能量的来源。白天由于有太阳照耀，无法看到其他的恒星，只有在夜晚的时候才能在天空中看见其他的恒星。恒星全部是气体星球。晴朗无月的夜空，在无光污染的地区，一般人用肉眼可以看到大约6000多颗恒星。通过望远镜观察，则能够看到几十万甚至是几百万颗恒星。银河系中的恒星有1500亿～2000亿颗。
4.1.1星座和星名恒星是星系的主体，晴朗的夜晚放眼天空，看到的无数亮点基本上都是恒星。许多古代文明都有专门的人来记录恒星在天空中的位置。恒星在天空中的固定不变的位置能帮助人感知自己生存世界的变化，因而古代人借助星象来推算历法，预知寒暑，到今天，遥远恒星的位置依旧是精确判断时间的依据。
所谓恒星，从字面上看来，即永恒不动之星。古人受科学水平的限制，一直认为恒星的相对位置是不动的，为了和运动比较明显的行星区别开来，把它们称为恒星。18世纪以来，研究证明，恒星也在不断地运动，不过由于距离我们太远，它们的位置改变短期间内不易觉察，以致看上去它们之间的相对位置大致是固定的。但经过长时期的观测，可以发现恒星的排列形状就大不相同了。
肉眼可见全天球约有6000颗恒星，用望远镜可看到千千万万颗。它们与我们之间的距离差别很大，但我们却分辨不出来，远近似乎都是一样的，都镶在天球的内层上（实际上天球是不存在的）。
古巴比伦人把一些最显著的恒星分出来，冠以特殊的名称，这就是早期星座的萌芽。古希腊和古罗马人为了体现恒星间的相互排列位置而将它们分群并赋予神话中的神、人、动物及器物等名称，这些名称基本沿用至今。2世纪时已将北天星座的名称大体确定，共分为48个星座。南天星座的划分方法是根据以往的方法沿袭下来的，这部分星座在17世纪的环球航行中逐渐确定下来。
1928年，国际天文学联合会通过决议，将全天球的恒星按照几何图形划分成88个区域，称这些区域为星座。星座之间按赤经、赤纬坐标线来划分。这些星座以古希腊星座为蓝本，人们可根据每个星座的独特形状来辨认恒星。我国古代把星座称之为“星官”。据考证，我国划分星空的历史可追溯到周朝以前，司马迁著的《史记·天宫书》是最早系统地描述全天星官的著作，书中已有三垣二十八宿等划分星空的记载。
我国古代把北天球的恒星划分为三垣——紫微垣（包括北极附近的天区）、太微垣（包括室女、后发、狮子等星座的一部分）、天市垣（包括蛇夫、武仙、巨蛇、天鹰等星座的一部分），又把日、月、五星（金、木、水、火、土）在天空运动路径附近的恒星划分成四象——苍龙、玄武、白虎、朱雀；每象再划分七个小区域叫作星宿，共有二十八宿——角、亢、氐、房、心、尾、箕；斗、牛、女、虚、危、室、壁；奎、娄、胃、昴、毕、觜、参；井、鬼、柳、星、张、翼、轸。此外还给一些亮星起了专门的名称，如牛郎、织女、天狼等。我国古代人民以自己的意识形态观念为恒星命名和区分，有鲜明的独特性。
4.1.2恒星的特征
恒星的一切包括本质特征几乎都取决于它最初的质量，例如光度和大小，还有演变、寿命和最终的命运。
（1）光谱、颜色和温度
恒星自身能发出光线或者其他形式的辐射，因为它们离地球都很远，所以最终抵达地球的光就很微弱，普通人凭借肉眼能分辨的恒星不足万颗，但借助收集光线能力极强的望远镜，人类已经能辨认出百万颗恒星。实际上恒星的数目远不止如此，光银河系的恒星可能就有千亿颗。
绝大多数恒星都由电离气体，也就是等离子体构成，这些等离子体进行着不同类型的核反应，这些气体可以是核反应的原材料，也可以是核反应的产出物。恒星在其一生中的大多数时间内进行的核反应是将小的原子合成为质量稍大的原子，比如将氢原子合成为氦原子。这个反应中氢原子是原材料，氦原子就是产出物，氢消耗完以后，氦就会转变角色，作为原材料在新的核反应中合成为更重的碳原子。可以说绝大多数较重的原子都是在恒星中形成的。
通过光谱分析的方法，不但能研究出天体的化学成分，而且能了解天体的许多物理性质。人类对宇宙的认识就是依赖科学实践的不断提高，从而证实人类的认识能力是无限的。用摄谱仪可以测得太阳的光谱是连续光谱和吸收线组成的吸收光谱。恒星的光谱和太阳一样也是吸收光谱，但不同的恒星具有不同的光谱，有的红光强，有的蓝光强；有的吸收线多，有的吸收线少。为什么恒星的光谱不相同呢？研究表明，这是因为恒星的温度、压力、密度、化学成分、电场、磁场等互不相同。因此通过对恒星的光谱研究，可以获得大量有关恒星的知识。
尽管恒星的光谱千差万别，但仍具有一定的规律性。在观测中，人们发现颜色相同的恒星的光谱大致相同，颜色不同的恒星的光谱不相同。根据对大量有关恒星光谱的研究，可以把它们划分为七种主要类型：O型、B型、A型、F型、G型、K型、M型。其中，高温的O、B、A型星质量最大，发光的本领强，发出的光呈蓝白色，电离氢、氦谱线较强；温度中等的F、G型星，质量和发光的本领皆居中，发出的光呈黄色，除氢谱线外还有钙的谱线；低温的K、M型星质量小，发光本领弱，发出的光呈红色，光谱中主要是一些最容易激发的金属原子谱线及分子带。太阳就是一颗G型的黄星。
我们有这样的常识：蓝白色的火焰温度高，红色的火焰温度低。天上的星星也是如此，它们的不同颜色代表表面温度的不同。一般说来，蓝色恒星表面温度在10000K以上，如参宿七、水委一和轩辕十四等。白色恒星表面温度在11500～7700K，如天狼星、织女星、牛郎星、北落师门和天津四等。黄色恒星表面温度在5000～6000K，如太阳、五车二和南门二等。红色恒星表面温度在2600～3600K，如参宿四和心宿二等。L型矮星的表面温度在1500～2000K。
（2）恒星的化学组成研究证明，恒星在化学组成上和太阳差不多，氢元素占的百分比最大，其次为氦。氢和氦一共占98%，其他重元素共占2%。
以质量来计算，恒星形成时的比例大约是70%的氢和28%的氦，还有少量的其他重元素。因为铁是很普通的元素，而且谱线很容易测量，因此典型的重元素测量是测量恒星大气层内铁含量。由于分子云的重元素丰度是稳定的，只有经过超新星爆炸才会增加，因此测量恒星的化学成分可以推断它的年龄。重元素的成分或许也可以显示其是否有行星系统。
已测量的恒星中含铁量最低的是矮星HE1327-2326，铁的丰度只有太阳的二十万分之一。金属量较高的是狮子座μ，铁的丰度是太阳的一倍，而另一颗有行星的武仙座14则几乎是太阳的三倍。也有些化学元素与众不同的特殊恒星，它们的谱线中有某些元素的吸收线，比如铬和稀土元素。
（3）恒星的大小
由于恒星离我们太远，它们的角直径太小，不易测量。对一些角直径较大的恒星可利用干涉仪来测量。若恒星的距离已知，其大小就不难计算了。离我们较远的恒星的大小，要采用其他方法来推导。现代测量的结果表明，恒星的大小相差很大，有的恒星的直径比太阳大几百倍，甚至上千倍，如天蝎α星（心宿二）的直径约为太阳的600倍；参宿四的直径约为太阳的650倍，大约9亿千米，但是密度比太阳低很多。有的恒星的直径比太阳小得多，只有太阳的几分之一到几百分之一，甚至更小。天狼星伴星的直径为太阳的1/30。中子星的直径只有20～40千米。太阳的大小在恒星中处于中等。
（4）恒星的质量
恒星的质量是研究恒星演化最重要的一个物理量。测定恒星的质量是天文学中的一个难题，除了太阳外，只能对某些双星的质量进行测量，双星中的主伴两星均绕其质量中心做椭圆轨道运动，通过测量它们的运动周期和轨道半长径，应用开普勒第三定律可求出它们的质量。其他恒星的质量都是用间接方法推算出来的。在测定出很多恒星质量之后，人们发现了一条重要规律：恒星质量愈大，其光度也愈强，这称为质量-光度关系，简称质光关系。根据这个关系可以近似定出单个恒星的质量，但是必须是主星序的恒星，对变星不适用。如B型恒星质量为太阳的16倍，A型为太阳的4倍，F型为太阳的1.5倍，G型同太阳相等，K型为太阳的0.8倍，M型则为太阳的0.5倍。可见恒星的大小虽然差异悬殊，但质量是决定恒星性质的基本因素。如果一个星体的质量小于太阳质量的7%，由收缩产生的温压不足以发生热核反应，不能发光，也就不能成为一颗恒星，只能成为像行星那样不能产生可见光的天体。若一个星体的质量达到120个太阳的质量，在这个转折点上，由于温压过高，中心产生激烈的核反应，过强的辐射就会导致爆炸。这是量变到质变的很好例证。
大多数恒星的质量在0.08~65倍太阳质量之间。质量超过65倍太阳质量时，星体是不稳定的，激烈的爆发会导致其质量大幅减小。总的来说，恒星在广度和直径方面的差别很大，但质量的差别却不是很悬殊。
太阳重近2000亿亿亿吨（2×1027吨），是地球质量的33万倍。太阳的寿命长达100亿年。它已走过了50亿年，现在剩下的燃料还足够燃烧50亿年。
对于恒星，是不是恒星越大，燃料越多，寿命就越长呢？不是，恰恰相反，恒星质量越大，寿命越短。对此，人们举例来说明这个问题。
除太阳之外，距离我们最近的恒星为半人马座的比邻星。该星的直径只有太阳的1/7，亮度只有太阳的千分之一，视星等只有11等，表面温度只有太阳的1/3，仅2000℃。但是，它的寿命却达到太阳的7倍，长达700多亿年。而比比邻星更小的恒星，其寿命还要长。某些小恒星的寿命最长可达到1500亿年。
恒星的质量也有限制。据计算，如果一颗恒星的质量小于0.07倍太阳质量，它便失去了作为恒星的资格。但是，如果一颗恒星的质量大于160倍太阳质量，那么，这颗恒星在还没有形成的时候，就毁灭了。
世界各国天文台都发现了许多质量大于400倍太阳质量的天体。这些天体也可能是疑似恒星的天体。这些天体如何演变，尚有待进一步的观测和研究。
（5）恒星的密度
知道了恒星的大小和质量，就可以计算出恒星的平均密度。恒星的质量差别不大，而体积却相差悬殊，所以恒星的平均密度就相差极大。有的恒星密度很小，约为水的0.6%；有的恒星密度很大，而中子星的密度更是大得惊人。比如，太阳的平均密度为1400千克/米3，在恒星中处于中等；红超巨星参宿四的平均密度为10-4千克/米3；又如心宿二这颗红巨星，其平均密度大约只有太阳的10-7，比地球表面空气密度的0.1%还要小。中子星的密度很大，可高达1020千克/米3。
4.1.3恒星的运动
中文中的“恒”字，有“持久不变”的意思。古人之所以称“恒星”，正是因为他们认为这一类星星在位置和亮度方面没有或极少变化。恒星的位置真的永远不变吗？现代天文学已经知道，恒星都处于不停的运动之中，只是由于距离遥远，住在地球上的人类很难观察到它们的运动。
中国唐代著名天文学家张遂（僧一行），是历史记载中最早观测到恒星运动的人之一。他在724~725年组织的一次规模宏大的恒星位置测定工作中，发现了恒星人马座ξ1（古称“建星”）的位置与古代的记录不一致，从而发现了这颗恒星的位置移动。
