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恒星

こうせい

核融合により、自ら光と熱を発生する天体。惑星よりも遥かに大きい。
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定義

古典的な意味では、夜空に輝くのうち、天球上において特殊な動き方をする「惑星」に対し、常に天球上の同じ位置に留まって見える天体

今日の定義では、軽水素による核融合によって自らを発生し、それによって自らの重力による収縮と釣り合って自らの形を保っているガス体の天体太陽もこの恒星の一つということになる。

以下のようなものは恒星には含まない。


恒星のタイプと進化

銀河系内の恒星は約2000億個あるが、数で言えば直径太陽の半分未満、質量で100分の1に満たないような小さな恒星(赤色矮星)が大半を占める。一方で大きなものになると太陽の直径の1000倍、質量で100倍を超えるものもある。

  • 原始星
    • 核融合が開始する前のガス天体(まだ恒星ではない)。可視光線で輝いておらず、収縮するエネルギーで赤外線などを放っている。中心部の温度と圧力が高まりおおよそ1000万ケルビンを超えると核融合の火がついて収縮が止まり、星の重さによって次の4つのタイプのどれかに進化する。
  • 青色巨星
    • 極端に大きな質量(太陽の数十倍以上)をもつ原始星がこのタイプの星に進化する。高温のために青または青白く見える。明るさは太陽の数千〜数万倍と非常に明るい。エネルギーを激しく消費しているため寿命が短く、数百万年〜数千万年程度で寿命が尽き、膨張して外層が崩壊したウォルフ・ライエ星と言われる形態を経て、最後は超新星爆発を起こす。このタイプの恒星は現在の銀河系では非常に少ないが、光量が大きいので遠く離れたところからも良く見える。おとめ座のスピカなど。青色巨星の中でも特に大きな星(オリオン座のリゲルなど)は青色超巨星とも呼ばれる。
  • 主系列星
    • 太陽の半分より重い質量の原始星がこの星に進化する。大型のA型星は青白色(おおいぬ座のシリウスなど)、やや大きめのF型(こいぬ座のプロキオンなど)は黄白色、中型のG型(太陽など)は黄色、小型のK型(ケンタウルス座α星など)は橙色に輝く。現在の銀河系ではありふれた形態の恒星であり、全天で見える星のほとんどが主系列星か赤色巨星である。比較的寿命の長い(約100億-1000億年)G型やK型主系列星の惑星系は地球外生命の存在可能性が最も高いとみられている。
  • 赤色矮星
    • 太陽の半分以下の質量の原始星がこの星に進化する。表面温度が低く、赤く輝く。銀河系では最も多いタイプの恒星であり、太陽に最も近い恒星であるプロキシマ・ケンタウリもこのタイプだが、光量が太陽の1万8000分の1しかないので地球上から肉眼で見えない。寿命が非常に長く、計算上は数兆年以上も光を発し続けることができるので、現在の宇宙では寿命の尽きた赤色矮星は存在しないと考えられている。赤色矮星は放出エネルギーが少ないので非常に近い位置にある惑星でないと十分なエネルギーを受け取れないが、時折爆発的なフレアを起こす性質があるので、このタイプの惑星系での生命の発生可能性は低いとみられている。
  • 褐色矮星
    • 太陽の8%未満の質量を持つ原始星がこの天体に進化する。軽水素による核融合を起こすに至らなかった、言わば「恒星になり損ねた天体」である。軽水素よりも低温で核融合を起こす重水素およびリチウムによる核融合は起こるが短期間で停止し、そのままゆっくりと冷えていく。褐色矮星は赤色矮星以上に数が多いという推測があるが、微弱な電磁波しか発していないので観測が難しい。
  • 赤色巨星
    • 主系列星が中心部の水素を使い果たし、外層で核融合が始まるとこの星に進化する。星の外層が膨張し星の表面温度が下がるため赤く見えるようになる。太陽の8倍程度より軽い星の場合は漸近巨星分枝星となり、重力の束縛の弱い外層部から徐々にガスが流出し、後に白色矮星が残る。太陽の8倍程度より重い星の場合は赤色超巨星となり、中心部でヘリウムから炭素酸素などの重元素に次々と変換される核融合が起こり、最終的に中心での原子核が作られると核融合は停止し、中心部が収縮(重力崩壊)。反動で超新星爆発を起こして後に中性子星やブラックホールを残す。ベテルギウスがこの赤色超巨星で、(天文学的スケールで)近いうちに超新星爆発を起こすとみられている。

関連タグ

宇宙 天体  核融合
超新星 白色矮星 中性子星 ブラックホール
太陽 惑星

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