而當(dāng)分子凝結(jié)在塵埃顆粒的表面后,情況就大不相同。分子被緊靠在一起,而且有人猜測(cè)分子或原子(特別是像氫一樣的輕原子)可能會(huì)自然而然地沿著顆粒表面四處移動(dòng)。這樣當(dāng)分子相遇時(shí),化學(xué)反應(yīng)就會(huì)迅速發(fā)生。所以包含十個(gè)甚至更多原子的相當(dāng)復(fù)雜的分子就可以構(gòu)成。但所有這些對(duì)天文學(xué)家而言是不可見的。這個(gè)過(guò)程很重要,因?yàn)檫@意味著復(fù)雜分子的產(chǎn)生是恒星形成過(guò)程的自然結(jié)果,而當(dāng)行星從剩余的殘塊中產(chǎn)生時(shí),這些物質(zhì)已經(jīng)存在了。
與此同時(shí),收縮還在繼續(xù),中央核心的溫度也持續(xù)地升高。這一階段,氣團(tuán)的尺度有幾個(gè)光日,是我們太陽(yáng)系大小的幾十倍。最后,密度大到氫原子能夠以足夠的能量碰撞生成氦,在相對(duì)黑暗的氣團(tuán)塊的深處,恒星已經(jīng)點(diǎn)亮。不過(guò)這時(shí)還無(wú)法看見它,因?yàn)楸凰闹艿膲m埃遮蔽著。
這種情況一發(fā)生,周圍的氣體塵埃團(tuán)塊就迅速被加熱,變成了我們所稱的“熱核心”。這有些名不副實(shí),所謂的熱不過(guò)是300K,就像在9月份Selsey地區(qū)(作者帕特里克位于英格蘭南部西蘇塞克斯的家)的溫度。不過(guò)冰已經(jīng)溶化,并將新形成的化合物釋放到氣體中。在那里形成了復(fù)雜分子的混合漿液,這能夠被對(duì)亞毫米波敏感的望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到。這一階段持續(xù)不超過(guò)1萬(wàn)年,以宇宙的標(biāo)準(zhǔn)看僅是一瞬間。
中年的恒星
到這時(shí)恒星已經(jīng)停止收縮,進(jìn)入所謂主星序上的穩(wěn)定的中年階段。換句話說(shuō),核心的反應(yīng)可以提供足夠的能量抗衡引力向內(nèi)的拉力,支撐恒星的外層。恒星被熾熱氣體的壓力(或者推力,如果愿意這么叫的話)和核心產(chǎn)生的輻射所支赫茲普龍-羅素圖將光度表示為溫度持。恒星如此巨大,一個(gè)單獨(dú)的光子——攜帶光能量的粒子——要從核心逃出需要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間,對(duì)太陽(yáng)而言需要100萬(wàn)年。這個(gè)過(guò)程通過(guò)自然的熱平衡實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。如果恒星在引力作用下收縮,那么核心的溫度就會(huì)升高,核反應(yīng)就進(jìn)行得更加迅速,就會(huì)產(chǎn)生更多的能量,強(qiáng)迫恒星擴(kuò)張到原來(lái)的大小。平衡已經(jīng)達(dá)到,重力和壓力互相抵消,恒星可以自在地停留在主星序中達(dá)幾十億年。
我們從恒星在巨大的星云中形成開始,再集中描述了一顆獨(dú)立恒星的形成,這可能會(huì)造成某種誤導(dǎo)。每個(gè)活躍的恒星生成區(qū)域會(huì)同時(shí)產(chǎn)生很多恒星,而大多數(shù)在這種條件下形成的恒星將作為星團(tuán)的一員開始它的生命。一個(gè)很好的例子是在獵戶座大星云這個(gè)離我們最近的大型恒星生成區(qū)中,4顆明亮的年輕恒星組成的四重星團(tuán)。多數(shù)類日恒星會(huì)組成雙星或多星系統(tǒng),兩顆或多顆恒星互相靠得很近,最終進(jìn)入環(huán)繞對(duì)方的軌道。這樣的系統(tǒng)可能是不穩(wěn)定的。三星系統(tǒng)通?!豢偸恰獣?huì)通過(guò)引力作用把質(zhì)量最小的成員甩出去,這個(gè)彈出速度常常很高。在星團(tuán)中也會(huì)發(fā)生類似的過(guò)程:恒星會(huì)以高速被拋出。而當(dāng)以高速離開時(shí),它們也帶走了引力能。這種能量損失令星團(tuán)中余下的恒星在其鄰居引力的拉力下束縛得更緊,直到形成一個(gè)穩(wěn)定的星團(tuán)。盡管存在上述進(jìn)程,通常還是會(huì)造就某類多重恒星系統(tǒng)。像我們太陽(yáng)這樣獨(dú)立的狀態(tài)是很少的不尋常的情況。