夜空を見上げると、何千もの星が見えます。私たち自身の太陽は、そのライフサイクルの真ん中にある黄色矮星です。彼らはどうやってそこにたどり着いたのですか？ここでは、星のライフ サイクルと、これらの星体の 1 つのサイズと質量が星の存在にどのように影響するかを詳しく見ていきます。
はじめに
一般的なメディアとは対照的に、星は、それらを囲む一連の惑星で完全に形成されているだけではありません。そのプロセスには数百万年、場合によっては数十億年かかり、すべては星間ガスの雲から始まります。
空のすべての星は、ガスとちりの雲である星雲として誕生しました。これらの星雲は、主に水素とヘリウムで構成されており、その他の微量元素も含まれています。時間が経つにつれて、雲は回転し始め、重心が発達し、星雲内のすべてがそのポイントに引っ張られます.重要な瞬間に、圧力によって水素分子とヘリウム分子の核が核融合と呼ばれるプロセスで崩壊するまで、重力は成長と強化を続けます。
褐色矮星と呼ばれる星が形成され始めても、核分裂を引き起こすのに十分な熱と圧力がない場合があります。それらは木星の約 2 倍の質量ですが、地球からは赤外線望遠鏡でしか見ることができません。核融合が起こると星が生まれますが、その後はどうなるでしょうか?
スターのライフサイクル
それぞれのタイプの星がその一生の間にどうなるかを説明する前に、触れなければならない重要な点が 1 つあります。星の質量と寿命の間には直接的な関係があります。
大質量の星はより多くの水素を持っている可能性がありますが、大きなサイズを維持するために小さな星よりも速く燃焼します。小さな星はそれほど明るく燃える必要がないので、寿命が長くなります。
星の平均寿命は数十億年であるため、これはすべて相対的なものです。私たちのホームスターは 46 億 3000 万歳で、おそらくあと 50 億年分の水素を燃焼させるのに十分な水素を持っています。この質量と寿命の比率は、さまざまな種類の星にどのように影響しますか?
OクラスとBクラスのスター
O および B クラスの星は、夜空に見える最大の星の一部です。寿命を 5 つの段階に分けることができます。
ステージ 1 この新しい天体を誕生させる最初の核融合の直後に起こります。星の中にはヘリウムも水素も存在しますが、今は水素だけを燃やしています。この段階では主系列星です。この段階は、ライフ サイクルの中で最も安定した部分です。
水素がなくなると、星はステージ 2 に入ります .何百万年、何十億年もの間、コアはその安定性を失います。ヘリウムは可燃性ですが、星はそれを燃やしません。代わりに、この不安定性により、ヘリウムが炭素に融合し、鉄、硫黄、ネオンなどの元素に溶け込みます。この時点で、星の外側のヘリウム シェルが膨張し始める間、コアも鉄に変わります。
第 3 段階 約 100 万年続き、星の鉄の核の周りにさらに多くの殻を形成する一連の核反応が含まれます。
ステージ 4 星のライフサイクルの中で最も爆発的な時期です。ある時点で、コアが崩壊し、超新星と呼ばれる巨大な衝撃波が発生します。星に残されたものはあらゆる方向に広がり、進路上のあらゆるものを破壊します。
この時点から、大質量星がステージ 5 に入る方法は 2 つあります。 .残りの物質が太陽の 1.5 倍から 3 倍の大きさになると、元の状態に戻り、中性子星になります。それよりも大きい場合、星の残りは代わりにブラック ホールになります。
これは中小規模の星とどう違うのですか?
KクラスとMクラスのスター
低質量星は必ずしも小さいわけではありません。サイズの比較に太陽を使用すると、ほとんどの低質量星は約 1.4 ソーラー ユニット、つまり太陽のサイズの 1.4 倍です。大きいかもしれませんが、太陽のような G クラスの星よりもかなり軽量です。
低質量星の生命の始まりは、大質量および中質量の星と似ています。塵の雲から形成され、核融合を開始し、何十億年もの間、主系列の一部として燃焼します。これらの星が水素を使い果たすと、コアは崩壊し始め、数百万年が経過するにつれて熱くなり、密度が高くなります.最終的に、このコアは約 1 億度ケルビンの温度に達し、ヘリウム分子が炭素に融合し始めます。星の外側は赤く暗くなり、膨張するにつれて赤色巨星になります。
これが起こると、ヘリウム フラッシュが発生します。これにより、星の外側が強制的に膨張し、コアがわずかに冷却されます。このサイクルを数回繰り返し、外殻の膨張と収縮に合わせて加熱と冷却を繰り返します。ここが興味深いところです。
大質量星のように爆発する代わりに、重力が外層を含むことができなくなるため、最終的には凝集力を失います。惑星状星雲として知られるものになります。
そうなると、あとは星の核だけで、白色矮星として燃え続けます。燃料がなくなると、最終的には暗黒矮星になります。
Gクラススター
私たちは皆、G クラスの恒星についてよく知っています。太陽もその 1 つです。現在、それは主系列星であり、ライフサイクルの途中にあります。時折発生する太陽フレアやコロナ質量放出を除けば安定しており、地球が生き残るために必要な熱と光を供給しています。
太陽のような中質量星の運命は、低質量星の運命と似ています。それは赤色巨星へと拡大し始めます — そしてそれが起こるとおそらく私たちの惑星を飲み込みます — そして最終的には惑星状星雲へと拡散し、白色矮星を後に残します.
地球上の生命の終わり
私たちの太陽は天文学的には中年ですが、あなたやあなたの子供が生きている間に赤色巨星になることを心配する必要はありません。私たちはおそらく、老婆からさらに 50 億年の命を得るでしょう。その時までには、私たちは星々の中にいる可能性が高く、私たちの故郷の惑星は遠い記憶にすぎないでしょう.
注目の画像クレジット:NASA および ESA
