日本人熱愛天文是眾所皆知的，但您能想像一邊上廁所，還能一邊學習恆星演化嗎？原來這是由日本國立天文台（National Astronomical Observatory of Japan，簡稱NAOJ）的學生所發起的「天文廁紙」（Astronomy Toilet Paper，簡稱ATP）計畫。可惜，目前僅在日本國內販售，一捲大約兩百元日幣左右，有計畫前往日本旅行的朋友，不妨多帶幾捲廁紙回來，送禮自用兩相宜喔！
這捲廁紙以6張為一個循環，70公分6小張的廁紙中，就說盡了太陽型恆星100億年的歷史，從宇宙中的氣體分子雲中誕生了原恆星，逐漸脫離雲繭，形成金牛座T型星，進入壯年時期的主序星和行星系統，用盡燃料的老年時期膨脹成為紅巨星，最後將氣體拋回太空，以行星狀星雲畫下生命的句點。
恆星的生死輪迴以氣體開始，也以氣體結束，這些氣體又將成為下一代恆星、行星，更包含你的身體、和你現在舉目所及一切事物的原料。這樣壯闊的循環，是不是也和我們的消化循環有著異曲同工之妙呢？下次上廁所時，不妨好好思考一下這個問題吧！更多照片和販售地點請看這裡：
分子雲
即使是在接近真空的宇宙中，仍有極少量的氣體存在，氣體中有些特別濃密的部分稱為分子雲（暗雲），宇宙中閃亮的恆星就是從這些暗星雲中誕生出來，分子雲因為本身的重力而塌縮，並分裂成一塊塊，密度較高的部分就是分子雲核心，也就是恆星寶寶誕生的地方。
宇宙豆知識：夜空中閃閃發亮的星星也會歷經誕生和死亡的過程。星星是從飄浮在宇宙中的氣體開始輝煌的一生，也在噴發出氣體後結束生命，下一代的星星又從這些氣體中誕生。這捲廁紙呈現出類似太陽恆星的璀璨的一生。（註：「豆知識」即「小知識」之意）
原恆星
分子雲的核心會因自身的重力收縮，恆星寶寶（原恆星）就由此誕生，恆星寶寶和太陽這類的成年恆星不同，還不會有核融合反應，氣體和塵埃會在恆星周圍聚集形成旋轉的的圓盤，再繼續往原恆星落下，讓原恆星越長越大。原恆星也會向兩極噴出氣體噴流。
宇宙豆知識：圖中天體的規模大小以「天文單位」（Astronomical Unit）來表示，一天文單位也就是太陽和地球的平均距離，約為1億5000萬公里。太陽和冥王星的距離約為40AU，太陽離最近的恆星約有27萬AU。
金牛座T型星+原行星盤
當原恆星周圍的氣體和塵埃逐漸消散，我們就能看到恆星寶寶從雲氣中誕生，氣體和塵埃仍然會在恆星周圍以原行星盤的形式環繞著，天文學家認為像地球和木星這樣的行星就是從原行星盤中形成的。這樣的恆星開始能被可見光觀察到，周圍還有氣體和塵埃形成的圓盤，就稱為金牛座T型星。
宇宙豆知識：天文學家不只用可見光，還用「不可見」的光──像是無線電波、紅外線、紫外線、X射線─這些電磁波來觀察宇宙。不同波長的電磁波能幫助我們觀測、理解不同的天文現象。
主序星和行星系統
終於恆星邁向稱為主序星的穩定階段，在恆星的核心進行核融合反應，產生我們所看見的星光。恆星的壽命是由質量決定，越重的恆星壽命越短，越輕的恆星壽命越長。像太陽這樣的恆星大約可以在主序帶活100億年，目前的太陽已經有50億歲，還可以再活50億歲。在這個階段原行星盤中的氣體和塵埃已經逐漸形成行星。
宇宙豆知識：目前我們已經在太陽系外發現超過100個系外行星了，大部分都是像木星這樣巨大的行星，但是隨著觀測儀器和技術的進步，很快我們就能發現像地球這麼小的行星了。
註：自克卜勒（Kepler）太空望遠鏡升空後，發現系外行星的數量大幅增加，截至2016年5月19日，已確認的系外行星有3268顆。也已經發現不少類似地球大小的行星，詳細資料可參考http://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/。
紅巨星
當恆星將核心的氫燃料用盡之後，恆星會開始膨脹，此時表面的溫度會下降並轉變為紅色，這個階段稱為紅巨星。像是天蝎座心臟的心宿二，和獵戶座左肩的參宿四，都是相當典型的紅巨星。
宇宙豆知識：再過50億年後，太陽也會逐漸變老，形成紅巨星，那時候的太陽表面會膨脹到地球的軌道。最後太陽會以行星狀星雲結束它一百億年的生命。
行星狀星雲
像太陽這樣不是太重的恆星在形成紅巨星時，會相當不穩定，無法以自身的重力抓住恆星外圍的氣體，因此外層的氣體會不斷向外膨脹，形成行星狀星雲，這些氣體最終會回歸到宇宙中，成為下一代恆星和行星的原料。你的身體和這捲廁紙，都是由恆星的殘骸所形成的。
宇宙豆知識：在行星狀星雲的中心，會有恆星的核心殘存下來，稱為白矮星。白矮星的表面溫度一開始高達攝氏幾萬度，接著會逐漸冷卻。周圍的氣體會以每秒數十公里的速度向外膨脹。
本文轉載自台北市立天文館期刊《臺北星空》第 73 期
撰文：胡佳伶
