永恒不变的星
遥望夜空，肉眼能看到的星星，除太阳系的五颗行星、流星和彗星外，都是恒星。恒星成群地聚集在一起，在宇宙中不均匀地分布着。它们组成了双星、星团、星系……“恒星”这个名字是古代天文学家给起的，因为它们认为恒星在天空中的位置是固定不变的，“恒星”的意思就是“永恒不变的星”。
科技发展到今天，我们已经知道，恒星不是不动的，它在不停地高速运动着，如整个太阳系中的恒星都在绕银河系的中心运动，其他的恒星也处在不断地运动之中。我们在上文中已经不止一次地提过，只是因为它们离得我们太遥远，以至于我们很难觉察到它们的位置发生了变动。
恒星都是气体球，没有固态的表面，是通过自身引力积聚而成的，一直都处在熊熊燃烧之中。恒星与行星一个很大的不同，就是恒星自身能发出强烈的光。恒星的体积和质量都比较大，发出的光也非常强烈，有很多超过了太阳，但因为距离地球太遥远，我们看到的光才显得那么微弱。
我们看到的恒星的光有强有弱，天文学上用“光度”来表示。光度指的是从恒星表面以光的形式辐射出的功率。恒星的表面温度有高有低，一般来说，表面温度越低的恒星，光偏红；温度越高，则越偏蓝。而表面温度越高，表面积越大，光度就越大。通过恒星的颜色和光度，科学家能得出很多信息。
简单介绍恒星的概况后，我们再看看恒星是如何形成的？
有关恒星如何形成的想法，可以追溯至18世纪的伊曼纽尔·康德和皮埃尔·西蒙·拉普拉斯。到20世纪前期，科学家们弄清楚了恒星是如何发光及演化的细节。而至今，恒星仍是天体物理学中最活跃的领域之一。
用简单的话说，恒星形成的过程彰显了引力战胜压强。恒星源自宇宙中飘浮着的巨大气体、尘埃云，当尘埃云或者云核的温度足够低、密度足够大时，向内的引力就会超过向外的气体压强，因此它就会在自身的重量下造成坍缩。
坍缩最开始的阶段，气体云内部压力很小，在自引力作用下，物质加速向中心坠落。而当物质的线度收缩几个数量级后，就会出现两方面的不同。一方面，气体的密度会出现剧烈的增加；另一方面，气体的温度增高很多，因为失去的引力位能的部分转化成热能。气体的压力与它的密度和温度的乘积成正比，因为在坍缩过程中压力增长很快，所以气体内部很快就形成一个足以抗衡自引力的压力场。这个压力场最终制止了引力坍缩，从而建立起一个新的力学平衡位形，被称为“星坯”。这样，诞生的恒星可能就会进入能持续百万年甚至是上万亿年的动态平衡状态。
内部压力梯度与自引力的抗衡产生了星坯的力学平衡，而压力梯度之所以存在，是因为内部温度存在不均匀性。那么，在热学上，这就是一个不平衡的系统，热量将从中心逐渐向外流出。这个在热学上趋向平衡的自然倾向，对力学有削弱作用。因此，星坯定需要缓慢的收缩，用它的引力位能的降低让温度升高，以恢复力学的平衡，同时也用此来提供星坯辐射所需的能量。这就是星坯演化的主要物理机制。
恒星这一形成理论与大量的观测相符，但并不是完善的，还有四个非常困扰天文学家的问题，需要进一步的解释。
第一个：假如将高密度的云核看成是生成恒星的“蛋”，那么“蛋”是怎么来的呢？星云自身必定从某个地方而来，但它们形成的过程还没有被很好地认识。
第二个：是什么让云核开始坍缩？
不管最初的原理是什么，它都决定了恒星的形成率和最终的质量。
第三个：胚胎期的恒星之间是如何相互影响的？标准的理论描述给我们的都是孤立的单颗恒星，并没有向我们说明当恒星密集形成的时候会有什么发生。而密集形成却是恒星形成的绝大多数情况。最近的观测发现，太阳在一个已经瓦解的星团中形成。密集形成的恒星和孤立形成的恒星有什么不同呢？
第四个：大质量的恒星究竟是如何形成的？标准理论只适用于质量小于20个太阳质量的恒星，并不适用于质量更大的恒星，因为它们巨大的光度在恒星最初积聚到足够的物质前就把星云吹散了。另外，大质量的恒星能通过紫外辐射、高速外流和超音速激波来作用于它们周围的环境，这个能量反馈会使星云瓦解，而标准理论却没有考虑到这一点。
从行星起源到星系形成，恒星的形成理论都很重要，应该说这几乎是天文学所有一切的基础。如果不对恒星的形成深入了解，天文学家就无法深入地剖析星系以及认识太阳系外的行星。因此解决以上问题的呼声正日益高涨。
虽然问题仍未弄清，但有一点已经取得共识：一个适用范围更广、更精确的恒星形成理论必须要考虑环境因素。因为恒星最终的状态不仅仅只受云核中的初始条件的影响，还受它周围环境以及其他恒星的影响。这是一场在宇宙尺度上的先天和后天之争。
下面我们根据以上提出的四个问题，分别作出论述。
高密度的云核在没有灯光的夜晚仰望天空，会看到一条分布有暗色斑块的弥散的光带，这条光带就是银河，上面的斑块就是星际云。星际云的尘埃粒子阻挡了星光，让它们在面对可见光时变得不透明。这些即将形成恒星的物质又黑又厚，到达足够高的密度时才能启动核聚变，只是目前还没有达到这一步。
天文学家能看到启动核聚变是如何开始和结束的，但中间的过程却几乎无法观测，因为大部分辐射落在了远红外和亚毫米波段。天文学家用这些波段上的观测手段，与其他方面的技术相比相形见绌。
天文学家认为，形成恒星的星云是星际介质大循环中的一部分。循环过程中的气体和尘埃，能从星云变为恒星，也会从恒星变回原状。星际介质的主要组成部分是氢，然后是氦（占总质量的25％），其他的所有元素仅占百分之几。这些物质中的一些是宇宙大爆炸最初三分钟产生的原初物质；一些是恒星死亡时的物质抛射，还有一些是恒星爆炸的残骸。
最初，气体弥漫在宇宙空间中，每立方厘米大约仅有一个氢原子，但当它冷却下来时，就会凝结成为分散的星云，这个过程就像是地球大气中水汽凝聚成云。星云通过辐射热量可以冷却，但需要通过几个间接的方式才能实现热量的流失。其中最有效的方式是某种特定化学元素的远红外辐射，如由电离的碳在波长158微米处所发出的辐射。
在地球上，只有空间天文台或是架设在飞机上的望远镜才能看到远红外辐射，因为对这一辐射来说，低层大气是不透明的。
