作為離地球最近的恒星，太陽的溫度非常高，它的表面平均溫度在5500攝氏度左右。通過光譜分析方法，或者斯特藩-玻爾茲曼定律，可以非常精确地測出太陽的表面溫度。太陽的熱量來源是核心區域中的氫核聚變反應，那裡的溫度更是高達1570萬度。隻有這樣的高溫（還有高壓），氫原子核才能獲得足夠的動能來發生碰撞，形成氦原子核。

那麼，宇宙中的其他恒星溫度都有多高呢？有比太陽溫度更高的恒星嗎？

對于處在主序星階段的恒星，它們的能量來源都像太陽那樣，依賴于核心的氫核聚變。恒星的核聚變反應速率決定了輻射功率，進而決定了表面溫度。而核聚變反應速率又與質量呈正相關，因為質量越高，引力坍縮效應越強，核聚變反應也會越劇烈。

因此，質量越大的恒星，它們的溫度也會越高，光譜顔色越發呈現為藍色，典型的代表為藍超巨星，它們的表面溫度可達數萬度。反之，質量越低的恒星越冷，光譜顔色越發呈現為紅色，典型的代表為紅矮星，它們的溫度隻有大約3000度。在赫羅圖上，太陽被歸類為G型黃矮星。

雖然太陽是中低質量恒星，但太陽其實要比宇宙中的絕大部分恒星更熱，因為太陽的質量在95%的恒星之上。宇宙中的恒星大都是質量很小的紅矮星，大質量恒星在宇宙中的占比很少。

在地球上的夜空中，肉眼可見恒星的質量基本上都要大于太陽，這意味着它們的溫度要高于太陽，例如，天狼星的質量是太陽的2倍，表面溫度可達9700度。正因為這些恒星的質量足夠大，溫度足夠高，它們才能亮到肉眼可見。而紅矮星的又暗又小，絕大部分都是肉眼不可見。雖然比鄰星是離太陽最近的恒星，但它是一顆暗淡的紅矮星，我們無法用肉眼看到它。

不過，有些恒星的質量大于太陽，但它們的溫度卻沒有太陽高，例如，參宿四的質量可達太陽的11.6倍，但它的表面溫度隻有3300度，這是因為參宿四已經演化到紅超巨星階段，它的體積經過了劇烈膨脹（半徑相當于太陽的900倍），導緻表面溫度大幅度下降。不過，這并不意味着參宿四的輻射功率很低。相反，參宿四的光度高達太陽的10萬倍，所以它在夜空中顯得十分明亮。

R136a1是已知最重的恒星，它的質量超過太陽300倍，表面溫度更是高達5.2萬度。另外，宇宙中還有溫度極高的沃爾夫-拉葉星，它們釋放出的超強恒星風吹走了大部分外層物質，使得熾熱的内部暴露在外。WR 102是已知表面溫度最高的恒星，有效溫度可達21萬度。

此外，當恒星死亡之後，對于一定質量範圍的大質量恒星，它們的熾熱核心會經過極端的引力坍縮作用，最終成為中子星。當中子星剛剛形成時，其表面溫度可達100萬度，而核心溫度更是高達1萬億度。

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