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宇宙観測史上最大(超質量)と最小恒星の規模を比較してみた

我々が日常的に目にする事が出来る巨大な星は太陽です。

地球から見れば太陽はとてつもなく巨大な星でありますが、宇宙規模で見ると太陽は標準サイズ、むしろ小さいくらいなのです。

では、宇宙規模で巨大な星とはどれくらいなのでしょうか?

現時点で発見されている、宇宙で最大の星(恒星)と、逆に最小の恒星についても調べてみました。

まずは標準サイズの太陽の大きさを知ろう!

宇宙の天体の大きさを知る前に、まずは基準となる太陽について解説します。

太陽の直径は約140万キロで、地球の約109倍の大きさがあります。



質量は、地球の重さが5.972垓トン(参考:数の単位・・・億→兆→京→垓(がい))とすると、太陽の質量は地球の約33万倍

この太陽の質量は、地球や木星などの天体を含めた、太陽系全体の99.86%を占めるほど巨大なモノです。

これほど巨大な天体・太陽を持ってしても、広大な宇宙ではそれほど大きなサイズではなく、むしろ小型といってもよいくらいのサイズなのです。

天体のサイズは大きさではなく質量

ネット検索で「宇宙最大の星」と入力すると、巨大な星の情報が出て来ます。

しかし、そこに載っている星の情報は間違いではないのですが、あくまでも”現状の大きさ”について書いているだけで、厳密に言うと間違った情報でもあります。

何故なら、そこで記載されている星は、太陽と比べてどれくらい大きいのか?と言っているだけで、太陽とそれら大きな星は、星の状態が全く異なるからです。

例えば、おおいぬ座VY星は太陽の1,800倍から2,100倍もの直径がある赤色超巨星です。

大きさだけなら、とてつもない巨大な星なのですが、
おおいぬ座VY星は恒星としては晩年を迎え、活動期のサイズより遥かに膨張し巨大化しています。


「画像参照:おおいぬ座VY星と太陽の比較図(Wikipediaより)」

つまり、現在活動期にある太陽と晩年を迎え膨張したおおいぬ座VY星と比べるのは、そもそもの比べる対象が異なるワケで少し違和感を感じざるを得ず、もし太陽と比べるのであるなら、数十億年後に晩年を迎え赤色巨星となった太陽とを比べるべきだと個人的には思います。

このように、天体のサイズを大きさだけで測ると、星の状態で大きな誤差が生じてしまいます。
その誤差を無くための測定方法で使われているのが、質量~すなわち星の重さになるのです。

ちなみに、現状の大きさでは最大規模だとされる、おおいぬ座VY星は太陽質量の30~40倍。

宇宙には、これを遥かにしのぐ質量を持つ天体がいくつも発見されており、ここでは現在発見されている天体の中で最大の星をご紹介します。

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現在発見されている最大の星「R136a1」

現在発見されている恒星の中で、最も質量の大きい星は、地球からの距離約16万5,000光年の位置にあるタランチュラ星雲に存在する星団の中にいくつか見つかっており、この星団には若く超高温で太陽質量の100倍以上の星たちが多数存在しているようです。

そんな星団の中で最大の恒星は、何と太陽質量の約265倍もある「R136a1」という恒星で、観測史上最大質量の天体です。

この恒星はウォルフ・ライエ星と呼ばれるタイプの恒星で、あまりにも巨大な質量のため、中心部で起きている熱核融合反応が強力過ぎて、恒星の外層が吹き飛ばされてしまい、高温になっている内部が露出して青色に輝いて見えることから青色巨星とも呼ばれています。

尚、外層が吹き飛ばされた「R136a1」の表面温度は5万度を超えており(参考:太陽の表面温度は約6,000度)、光度に至っては太陽の870万倍という明るさです。

ちなみに「R136a1」の直径は49,000,000キロ。


「画像参照:YouTUBE」

これだけの巨大な質量を持つ恒星は、内部で起こっている代謝(熱核融合反応)も速いため、極めて寿命も短いとされており、「R136a1」の寿命は数百万年で尽きると予想されています。(参考:太陽の寿命予想 約100億年)

超巨大質量恒星が辿る運命とは?

太陽質量の約265倍もある青色巨星「R136a1」。
数百万年で燃え尽きて寿命を終えると予想されていますが、寿命が尽きてしまった場合どうなるのか?

太陽質量の8倍以上の恒星が寿命を終えた場合、重力崩壊で大爆発を起こす超新星になると考えられており、30倍を超えると超新星爆発を起こした後、ブラックホールが形成されるとされていますが、それ以上の質量を持つ「R136a1」は対不安定型超新星爆発という、通常の超新星爆発の10倍以上のエネルギーを放出する超新星になると考えられています。


「画像参照:対不安定型超新星のプロセス図(Wikipediaより)」

この対不安定型超新星爆発はあまりにも大規模なため、ブラックホールの形成や星の残骸すら残さないほど、跡形も無く吹き飛ぶとされています。

最も小さい恒星とは?

観測史上最大質量の恒星が太陽質量の265倍であるならば、逆に最も軽い質量の恒星はどのくらいなのでしょうか?

恒星となるために、内部で熱核融合が起こるために必要は質量は、最低でも太陽の8%は無いといけないと考えられており、この条件をギリギリ満たす8.1%の天体が見つかっています。

その天体は、地球から「がか座」方向に約600光年の距離に位置する観測史上最低質量の恒星「EBLM J0555-57Ab」。

この小さな恒星の大きさは、ガス惑星サイズの大きさで、木星の約8割程度の赤色矮星です。


「画像参照:University of Cambridge/Alexander von Boetticher et al.」

このような質量の小さい恒星は、逆に代謝も緩やかなため寿命も長いと考えられています。

巨大質量の「R136a1」の寿命は数百万年ならば、小さな赤色矮星の寿命は数百億年以上はあると考えられています。

つまり、宇宙が誕生してから約130億年経過していますが、未だ寿命を終えた赤色矮星は発見されていません。

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