恒星以不同的方法將不同的層次的熱量向上層并向外轉(zhuǎn)移，主要是以對(duì)流和輻射轉(zhuǎn)移，但是在白矮星熱傳導(dǎo)卻非常重要。
簡(jiǎn)介
質(zhì)量和年齡不同的恒星，有著不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，恒星結(jié)構(gòu)模型敘述恒星的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，要能預(yù)測(cè)詳細(xì)的光度、分類和演化。
能量轉(zhuǎn)移
在溫度梯度足夠時(shí)，對(duì)流是能量轉(zhuǎn)移的主導(dǎo)方式，氣體在一個(gè)特定的小包內(nèi)，如果經(jīng)由絕熱過程輕微的上升，它便會(huì)在恒星內(nèi)持續(xù)的上升。在這種情況下，如果它比周圍的環(huán)境稍為溫暖一些，上升中的小包是有浮力的，并且會(huì)繼續(xù)上升；如果上升中的小包比周圍的氣體冷，它將會(huì)落回它原來(lái)的高度。在溫度梯度較低和透明度低的區(qū)域，能量將通過輻射來(lái)轉(zhuǎn)移，而輻射成為能量轉(zhuǎn)移的主導(dǎo)。
主序星內(nèi)部的結(jié)構(gòu)取決于恒星的質(zhì)量。
質(zhì)量與太陽(yáng)相近的恒星(0.3–1.5太陽(yáng)質(zhì)量)，包括太陽(yáng)，不需要太大的溫度梯度，氫轉(zhuǎn)換成氦的融合主要通過質(zhì)子-質(zhì)子鏈進(jìn)行。因此，內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)移輻射為主導(dǎo)。質(zhì)量與太陽(yáng)相近的恒星，在外圍的部份溫度夠低，因此氫呈現(xiàn)中性，對(duì)紫外光是不透明的，所以對(duì)流成為主導(dǎo)。因此，質(zhì)量與太陽(yáng)相近的恒星有著輻射的核心，在外圍則是對(duì)流的殼層。
質(zhì)量稍大的恒星(質(zhì)量大于1.5太陽(yáng)質(zhì)量)，核心的溫度大約超過(1.8×10^7)K，所以氫融合成氦的過程主要是碳氮氧循環(huán)。在碳氮氧循環(huán)，能量生率是溫度的15次方，而質(zhì)子-質(zhì)子鏈的孳生率只是溫度的4次方。由于碳氮氧循環(huán)對(duì)溫度的高度敏感，在恒星內(nèi)部的溫度梯度已經(jīng)足以在核心造成對(duì)流。在恒星的外圍部份，溫度梯度更低，但溫度足夠高到使得氫幾乎完全都被電離，所以恒星仍然以紫外線的形式輻射出能量。所以大質(zhì)量的恒星外面是輻射的殼層。
在主序帶上值量最低的恒星沒有輻射層，主導(dǎo)能量傳輸?shù)臋C(jī)制是對(duì)流。巨星也幾乎全都是對(duì)流。
恒星結(jié)構(gòu)方程式
恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由它的質(zhì)量﹑化學(xué)成分和演化階段(即年齡)來(lái)決定。在主星序階段(見赫羅圖)的星族I恒星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由質(zhì)量來(lái)決定。質(zhì)量大于1.70M (太陽(yáng)質(zhì)量)的星。外部對(duì)流層(見太陽(yáng)對(duì)流層)的影響可以忽略不計(jì)。可看作完全是輻射層，而中心部分有對(duì)流核心。質(zhì)量在0.8～1.7M)范圍內(nèi)的恒星，外部有相當(dāng)大的對(duì)流層，而中心部分的對(duì)流核心隨質(zhì)量的減小而減小。太陽(yáng)內(nèi)部從對(duì)流層底層到中心完全是輻射層。這和產(chǎn)能方式有關(guān)。大質(zhì)量恒星的中心溫度高，產(chǎn)能機(jī)制主要是碳氮循環(huán)，產(chǎn)能率和溫度的高次方成正比。溫度梯度高，導(dǎo)致對(duì)流，質(zhì)量大于2M的恒星屬于這種類型。質(zhì)量小于0.8M)的恒星計(jì)算結(jié)果較侃o一般認(rèn)為外部的對(duì)流層向內(nèi)深入。對(duì)于0.64M)的恒星，外部對(duì)流層厚度可達(dá)半徑的1/3；對(duì)于0.08～0.27M)的星。對(duì)流層可以一直延伸到中心。恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)和它的中心溫度﹑密度和化學(xué)成分決定恒星中以哪種熱核反應(yīng)起主導(dǎo)作用，而一旦新的熱核反應(yīng)發(fā)生。又轉(zhuǎn)而影響﹑甚至決定恒星的結(jié)構(gòu)和演化。此外。還可以就不同元素氫﹑氦﹑碳﹑氧等燃燒階段來(lái)討論恒星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)理論能說明赫羅圖上恒星的分布和演化以及元素的合成和演化。還可以闡明各種星團(tuán)赫羅圖的意義。確定它們的年齡和距離。對(duì)于了解恒星的本質(zhì)和演化。有很大作用。不過恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)理論也有某些不足之處。由于問題的復(fù)雜性。在理論和計(jì)算上都不得不采取一些近似和簡(jiǎn)化方法，因而結(jié)果往往不夠精確。
參考資料 >