Sponsored Link

星の一生を誕生から主系列星そして晩年の運命までを簡単解説

私たちの住む太陽系が誕生してから約46億年が経過しています。

同時にそれは太陽が誕生して経過した時間の事を意味しており、

現在の太陽は主系列星の状態にあります。

今の主系列星の太陽の状態。
それを、人間に置き換えると、
働き盛りの中年といった感じだと言えます。

そんな太陽のような星(恒星)の一生はどのようなモノなのか?

太陽はこれからどうなって行くのか?

ここでは、星の一生を誕生から主系列星。
そして寿命を終える最期の時までを簡単に追ってみたいと思います。

星の誕生は暗黒星雲から始まる

太陽のような星(恒星)は、元々ガスや塵が集まった星間物質から生まれます。

そんな星間物質が多く集まると、星を生み出す素となる分子雲となり、
その塵やガスの密度は、後ろにある星の光を遮ってしまうほど密度が濃くなってしまい、
まるで黒い雲のように見える事から、暗黒星雲をも呼ばれています。


「画像参照:暗黒星雲として有名な馬頭星雲(Wikipediaより)

暗黒星雲の中に星の赤ん坊~原始星が誕生

このような分子雲の中でさらに密度の濃い領域に重力が集中。

重力によりガスや塵等の物質が集まり、
円盤状に星の原型(原始星)が形成されて行きます。


「画像参照:原始星の想像図(Gemini Observatoryより)

重力で集まった物質。
それらが中心に集まって行き、
次第に高い圧力と温度になって行きます。

ちなみに、原始星の両極からは勢い良く噴き出すガス・ジェットが見られ、
このジェットの勢いは秒速100キロにも達しており、
形成される星の規模にもよりますが、
数光年先まで噴き出しているモノもあります。

Sponsored Link


星の中心で起こる熱核融合反応で輝く若い星

原始星が成長し高圧な状態になると、
中心部の温度が1,000万度を超えて来ます。

そこではとてつもない圧力により、通常では結びつかない水素原子核4つが融合。
これにより、水素原子核4個より少し軽い1個のヘリウム原子核が生成されます。

この軽くなった質量が熱や光といったエネルギーに変換され一気に開放される。
この融合反応を水素核融合反応と言い、太陽のような恒星が誕生します。

なお、東洋でも昴(すばる)として有名なプレアデス星団は、
まさに生まれたばかりの若い星々の集まり。

プレアデス星団の星々の年齢は1億歳前後とす推定され、
青白く輝く星は、太陽より温度の高い星ばかりです。


「画像参照:Wikipedia」

高温の理由は、質量が大きく核融合反応の速度も速いため、
寿命はそれほど長くないと考えられています。

星として成熟~働き盛りの主系列星

星の中心で起きる熱核融合反応が安定して来る事を主系列星と呼びます。

この状態を人間に例えると、成人し健康な状態にある働き盛り。

私たちの太陽も主系列星の状態にあり、
地球は、言わば働き盛りの親(太陽)に育ててもらっている。
といった例えになるかと思います。


「画像参照:Wikipedia」

主系列星の種類も恒星の質量により様々あり、
太陽を基準とすると、
太陽質量の10分の1程度の恒星の明るさは1,000分の1ほど。

逆に太陽の10倍の質量を持つ恒星は、1万倍もの明るさで輝きます。

また、”働き盛り”である主系列星の期間も恒星の質量で決まり、
太陽が主系列星でいられる期間は100億年前後と考えられていますが、

太陽より質量の小さい赤色矮星等は、
それよりももっと長い数百億年の間、主系列星を保つ事が出来、

太陽の数十倍以上もの質量を持つ恒星の場合、
短いモノで数百万年しか主系列星の期間がない恒星もあります。

晩年も様々な運命が待つ星たち~その1:太陽の場合

エネルギーを放つモノには、いずれ寿命が訪れます。

それは星(恒星)も例外ではありません。

太陽もまた同じで、おそらくは後50億年ほどで核融合の燃料である水素が底を尽きると考えられていますが、もしかしたら、もっと早い時期かも知れません。

中心部の水素が尽きると、核融合の反応は水素がある外側へ移って来ます。

そのような状態になると、星自体が膨張を始めることになります。

このような状態になる事を、質量が太陽クラスの恒星は赤色巨星になり、
その大きさは地球の公転軌道ほどまで達し、
これにより地球は太陽に飲み込まれる運命にあると考えられます。


「画像参照:地球に迫る赤色巨星になった太陽の想像図(10 Things That Will Happen Once The Sun Diesより)

膨張し赤色巨星になった星の外層は、やがて宇宙空間に流れ出して行きます。

このような状態は、太陽の8倍以下の恒星に起こるモノと推定されており、
最後には剥き出しになった星の中心核のみが残ってしまいます。

この状態になった星は、言わば”燃えカス”であり核融合反応も停止してしまいます。

この星の最期の姿を白色矮星と呼び、
”燃えカス”とは言え、そこは高温・高圧の世界。

表面温度は数万度にも達し、圧力に至っては、
1㎠あたりの重さが10t以上にもなると言います。

そして白色矮星が冷えてしまった形態を黒色矮星と呼びますが、
人類はまだ、黒色矮星の姿を確認出来ていません。

何故なら、白色矮星から黒色矮星になるには宇宙の年齢よりも長い時間が必要になるとされており、そのため現時点で黒色矮星は存在していないと考えられています。

晩年も様々な運命が待つ星たち~その2:太陽より大きな星の場合

太陽質量の8倍以下の恒星は、寿命を終えると白色矮星→黒色矮星になるとされていますが、8倍を超える恒星はどうなるのか?

それは、赤色巨星よりもさらに巨大な赤色超巨星へと変貌を遂げてしまいます。

赤色超巨星の場合、あまりにも重力が大きいため、
外層はほとんど剥がれることなく、星に留まってしまいます。

しかし、赤色超巨星とは言え、いつかは核融合反応が停止してしまいます。

そうなった場合、重力の均衡が崩れ、
一気に重力が中心に向かって落ち込む暴走を起こしてしまいます。

このときの重力崩壊で起きるのが超新星爆発。


「画像参照:超新星爆発のイメージ図(YouTubeより)」

このときの放出されるエネルギーは凄まじく、
太陽が一生かけて放つエネルギーを一瞬で放出するほど。

これにより、周りの星々は壊滅的な打撃を受けてしまいます。

なお、太陽質量の20倍以上の恒星が超新星爆発を起こした場合、
後に残るのは中性子の塊となった中性子星。

30倍以上の質量だと、ブラックホールが形成されると考えられています。

星の一生を動画で解説

ここまで、星の一生はどうなっているのか?解説してきましたが、
記事を書いている中で、資料をいくつか見ていたところ、
星の一生について非常にわかりやすく、
アニメーションで解説している動画を見つけましたのでご紹介します。

「動画参照:YouTube (プライバシー ポリシー)

この動画、ご覧いただければわかるように英語解説です。

これを簡単に解説すると。
「星の運命は質量で決まる」というモノ。

それは、派手に超新星爆発を起こしてしまう星もありますが、
あくまでも例外的なモノで、星の97%は最期は白色矮星になって一生を閉じ、黒色矮星になって行く。
といった内容のようです。

英語がわかる方は大丈夫ですが、
動画サイトで和訳表記も出来ますので、ご参考にしてみて下さい。

最後までお読みいただき、ありがとうございます。

 この記事の内容にご満足いただけましたら
 ↓↓をクリックして下されば幸いです。
にほんブログ村 科学ブログ 天文学・天体観測・宇宙科学へ
「にほんブログ村」
Sponsored Link

コメントを残す

サブコンテンツ

このページの先頭へ