こんにちは、けいタンです。
今日は宇宙に関するお話をしていきます。
今回のテーマについて
今回は
「今ある星々の最期はどのようなものになるか？」というテーマについて見ていきます。
前回は「星の誕生」についてまとめましたが、
今回は「星の最期」について見ていきます。
地球はいずれ何十億年後には、太陽に飲み込まれて消滅するといわれますが、
太陽などの恒星は一体どのようにして、その最期を迎えるのでしょうか？
ということで、今回はそのようなテーマについて考えてみましょう。
・合わせて読みたい前回の関連記事：星間雲～宇宙の星はどうやって生まれるのか～045（宇宙⑧） – (keitan-zatsugaku.com)
↑宇宙の星はどうやって生まれるのか？という「星の誕生」についてまとめた傑作です！
では早速、いつものように結論から見ていきましょう。
この疑問に対する解答
気になる星の最期についてですが、
一般に星の質量によって星の最期は異なりますが、
ある星は内部が縮んでブラックホールになったりします。
あいまいな解答のように思える方もいるかもしれませんが、
ここからはその「星の最期」の一連の流れについて一つひとつ見ていくことにしましょう。
復習～星の誕生と核融合反応
少しだけ前回の復習をしておきましょう。
星の誕生は、いろいろな経路を経て誕生しましたが、
誕生したばかりの星（今回は星の中でも「恒星」について考えていきます）では、
4個の水素原子（H）から1個のヘリウム原子（He）ができる核融合反応が起こっています。
核融合反応については前回の「星の誕生」のときにもお話ししましたので、
確認しておきたい方は、今すぐでいいので下のリンクから確認してもらうと
今回の内容についてもより簡単に分かりやすく理解できますよ！
・合わせて読みたい前回の関連記事：星間雲～宇宙の星はどうやって生まれるのか～045（宇宙⑧） – (keitan-zatsugaku.com)
↑宇宙の星はどうやって生まれるのか？という「星の誕生」についてまとめた記事です！
星が赤色巨星になる流れ
星の誕生の瞬間については上の内容のとおりです。
ここからですが、星が誕生してからある程度の時間が経過すると、
星の中心部には核融合反応で作られたヘリウムがたまっていきます。
そして、そのうちに内部の圧力というのが少しずつ弱くなり、
重力によって押しつぶれていくのです。
そうなると中心部は押しつぶれていくので温度は上昇し、
そこで発生する熱を外へ逃がすために、星全体が大きく膨らむのです。
膨らんだ外の層というのは、温度が少しづ下がるので赤くなって、
「赤色巨星」という大きな星になります。
星の色や温度・明るさについては過去にまとめた記事があるのでここで簡単に紹介しておきます。
・合わせて読みたい参考記事：絶対等級と温度～星の明るさや色が違って見えるワケ～040（宇宙➆） – (keitan-zatsugaku.com)
↑なぜ星によって明るさや色が違って見えるのか！？ちょっとだけ気になる宇宙のお話
まだ1度も見ていない方や「星の明るさや色」について興味がある方はチェックしてみてね！
星が縮む仕組み
では、先ほどの話の続きをしていきましょう。
星の外側では温度が下がり、赤くなって「赤色巨星」になりますが、
その一方で、星の内部では温度がさらに上がり、
水素からヘリウムができるのとは異なる別の核融合反応が起こります。
この別の核融合反応では、ヘリウムが炭素（C)や酸素（O)などといった重い元素になります。
こうした反応が起こることで、星の中心部はその重さで縮んでいくのです。
星の質量が比較的軽い場合
冒頭の「この疑問に対する解答」で、
『一般に星の質量によって星の最期は異なります』と述べたのは覚えていますか。
なので最後に、星の質量によってどのようなことが違うのか？
ということについて見ていきましょう。
核融合反応によって、ヘリウムが重い元素になり星の中心部はその重さで縮んでいきます。
ここから先についてが、星の質量によって違ってくるところです！
例えば、太陽くらいの宇宙全体で考えると比較的軽い星は、
縮んでいくと、やがては反応が進まなくなり、外層をつなぎ止められなくなります。
そして、中心部は赤色巨星ではなく「白色矮星」という、小さい星になるのです。
星の質量が比較的重い場合
では、星の質量が比較的重い場合、
具体的な数値でいえば、質量が太陽の約8倍以上の大きな重い星の場合は、
中心部の温度が上がり続け、最後には星全体を吹き飛ばすような「超新星爆発」を起こします。
そしてその中心部には、中性子星やブラックホールが残るのです。
まとめ～核融合反応が終わると、重い星は飛び散ってしまう！
いかがだったでしょうか。
難しい言葉があり、知らないことが多かったかと思います。
なので最後にまとめをして大切な事項を確認して終わりましょう。
- 星の中心部に核融合反応で作られたヘリウムがたまっていくと、そこで発生する熱を外へ逃がすために星全体が大きく膨らむ。
- そして、膨らんだ外の層というのは温度が少しづ下がるので赤くなって「赤色巨星」という大きな星になる。
- その一方で、星の内部では温度がさらに上がり、ヘリウムが重い元素になる別の核融合反応が起こることで、星の中心部はその重さで縮んでいく。
- 比較的質量が軽い星は、縮んでいくとやがては反応が進まなくなり、外層をつなぎ止められなくなる。そして中心部は「白色矮星」という、小さい星になる。
- 比較的質量が重い星は、中心部の温度が上がり続け、最後には星全体を吹き飛ばすような「超新星爆発」を起こす。そして中心部は、中性子星やブラックホールが残る。
おまけ～星の寿命と質量の関係性
余談なんですが、星の寿命というのはこれも「星の質量」によって決まり、
軽い星だと数十億年くらい、重い星でも数百年から1000万年は存在するといわれています。
少しまとめの内容が多くなりましたが、少しでも「星の最期」について
何か知ることができれば大丈夫ですよ！
そして今回の内容で少しでも皆さんが面白い・タメになると感じてくれたら嬉しいです。
あと最後に、
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それでは今日はここまでとします。最後まで見ていただきありがとうございました。
では、また明日お会いしましょう。けいタン
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