恒星の一生をわかりやすく解説!ブラックホールはどうやって生まれる?太陽は今どの段階?など全て丸分かり!

皆さんは恒星の一生についてご存知ですか?

実は太陽も約50億年後には寿命が尽きると言われているんです。

今回は恒星の一生を段階ごとに全て紹介していきます!

 

 

恒星の一生:前編

恒星をつくる材料になるのは星間分子雲と呼ばれるガスの集まりです。

この宇宙を漂うガスには濃淡があるので、濃い部分が自身の重力でさらに濃いガスの塊になっていきます。

オリオン座にある暗黒星雲(星間分子雲の別名)

 

濃い部分はさらに濃く、薄い部分はさらに薄くということを繰り返していき、最終的に恒星の赤ちゃんである「原始星」ができるんです。

原始星の周りには上の画像のように回転するガスの円盤ができます。この円盤は回転しながら中心にある原始星に落ちていってるらしいです。

また原始星から2方向に伸びている光の筋、これは「ジェット」と呼ばれる熱いガスです。

原始星のジェットは毎秒10数kmととても速いのですが、なぜジェットができるのかは解明されていません。

ジェット リンク(後日作成)

恒星の赤ちゃん「原始星」が誕生すると、原始星は成長して「Tタウリ型星」という恒星になります。

Tタウリ型星とは、原始星が誕生した後、時間とともにガス円盤やジェットが薄くなっていき中心の星だけが残された状態のことです。

そして恒星はTタウリ型星になった後、「1,主系列星」か「2,褐色矮星」かのどちらかの恒星になります。

また1か2のどちらの恒星になるかは、「太陽の0.08倍より重い星は主系列星」「太陽の0.08倍より軽い星は褐色矮星」というように質量の大きさによって決まります。

恒星の一生:中編

褐色矮星は質量が小さく恒星になれなかった天体で、表面や核の温度は主系列星よりも低くなります。

褐色矮星は時間とともに縮みながら光を出し、最終的に冷えて暗くなっていきます。

一方、主系列星は恒星の寿命の中では1番長く、人間で言うところの成人に当たります。

ちなみに太陽はこの主系列星に該当します。

主系列星は時間とともに膨らみながら赤色巨星となります。

赤色巨星は名前の通り赤色に見える非常に大きな恒星です。

赤色に見えるのは表面温度が4000度以下と低いことが原因のようです。

ちなみに表面温度が2万〜3万に達する青色巨星という巨星もあります。

恒星の種類に関しては別の記事にしていますので、ぜひそちらもご覧ください。

恒星の種類 リンク(後日作成)

そして恒星の一生はクライマックスに入っていきます。

恒星の一生:後編

先ほど質量によって主系列星と褐色矮星に別れたように、主系列星に恒星がなった後にも2つの分かれ道があります。

その2つとは「1,超新星爆発を起こす」か「2,惑星状星雲になる」かのどちらかです。

太陽の8倍より重い恒星は1へ進み、8倍より軽い恒星は2へ進みます。

ちなみに僕は小学生の時「超新星爆発って名前がなんかかっこいいな〜」ってずっと思ってました(どうでもいい)。

先に2について説明します。

太陽の8倍よりも軽い恒星は表面のガスを散らしながらとそれを取り囲むガスに別れます。

このガスが惑星状星雲です。そしてこの核ですが、時間とともに縮んでいき最終的に白色矮星という恒星になります。

惑星状星雲

白色矮星は表面温度が5万度から10万度にも達する高密度の恒星です。

この白色矮星は主系列星などとは異なり核融合などでエネルギーを作らないので、時間とともに冷えて黒色矮星になります。

ただし黒色矮星は理論上の天体で未だ観測はされていないようです。

そして次に1について話を進めていきましょう。

超新星爆発は恒星が起こす大規模な爆発で、5光年以内の惑星表面に住む生き物が全滅すると言われています。

ちなみに太陽の8倍より重い恒星が超新星爆発を起こすので、もちろん太陽はこの爆発を起こしませんからご安心ください笑。

超新星爆発

超新星爆発の後は爆発の残骸、つまり超新星残骸としてガスが残り、その後星間ガスになります。

星間ガスは星と星の間の空間にあるガスのことです。

言い忘れましたが、先ほど紹介した惑星状星雲ものちに星間ガスとなります。

つまり超新星爆発を起こしても、惑星状星雲になっても最終的に星間ガスになるのですね。

また超新星爆発を起こしたあと惑星状星雲とともに、太陽のおよそ30倍より重い星ブラックホールが、30倍より軽い星中性子星が爆発の残骸として現れます。

ブラックホールは皆さんも聞いたことがあるのではないでしょうか?

ブラックホールは超高密度超重力のために光さえも脱出することができない天体です。

一方中性子星は質量が太陽程度ですが直径が約20kmほどしかないため、密度が非常に高い天体です。

さて話は星間ガスに戻り、この星間ガスは冷えて固まることによって星間分子雲になります。

皆さん覚えていますか?「星間分子雲」は1番最初に話した恒星の材料になるガスのことです。

そう、恒星の一生について今まで話してきましたが、なんと一周してきてしまいました。

このように恒星は生まれて、一生を終え、また生まれるということをを繰り返しているんですね。

まとめ

いかかでしたか?

今回は恒星の一生についてご紹介しました。

恒星にも色々な段階があるのですね。

恒星の種類については別の記事にしてあるのでそちらもぜひご覧ください。

(今回使用したほとんどの画像は『小学館の図鑑NEO宇宙』のものです。スマホ撮影なので見づらくなっているかもしれませんがご了承ください。)

 

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