こんにちは、ぴーなっつ(@peanutscoin)です。
いきなりですが、恒星の最後の姿ってどうなるか知っていますか?
私がそれを気になり始めたのは、ブラックホールのことを少し知った後でした。
簡単に調べてみると、
太陽の30倍以上の質量をもつ恒星の最期はブラックホールになる。らしいです。
「なら、それ未満の質量の恒星は?」
「太陽の最後はどうなるんだ?」
一番身近な恒星は太陽だと思いますが、あの太陽にも寿命があるのです!!
太陽の寿命が尽きると最後にはどうなるのでしょうか?
そんな疑問が湧いてきて色々調べてみました!!
恒星の最後
まず結果から見ていきましょう!
恒星の質量が太陽の質量の何倍かによって恒星の最後の呼び名が変わってきます。
もちろん呼び名だけでなく性質も異なっています。
~8倍 | 白色矮星(はくしょくわいせい) |
8倍~20倍 | 中性子星(ちゅうせいしせい) |
20倍以上 | ブラックホール |
上のはざっくりとした結果として考えておいてください。
白色矮星、中性子星、ブラックホールの詳細は別記事で解説しますのでそちらもチェックしてみてください!
恒星の最後はその恒星の質量によって決まるようですね!
それでは少し詳しくそれぞれを見てみましょう!
白色矮星(はくしょくわいせい)
質量が太陽の8倍以下
【画像:白色矮星】
恒星(太陽)が燃えているのは核融合反応というものをしているからなのですが、簡単に言うと
水素と水素が融合してヘリウムになる反応です。
(より正確には重水素と三重水素がヘリウムと中性子になる反応)
それだけ聞くと簡単に出来そうに見えますが、超高温・超高圧の場所でないとこの反応はおこりません。
太陽が燃えている原理は
上の反応をする際にエネルギーを生み出していてそのエネルギーが熱や光となっています。
恒星は水素を燃料としてエネルギーを作り出しているんですね!
その水素が無くなると恒星は膨張し赤色巨星と呼ばれる巨大な赤い星になります。
赤色巨星の後に大きさが地球程度の白色矮星と呼ばれるものになります。
これが恒星の最後の姿の一つですね!
↓
赤色巨星
↓
白色矮星
中性子星(ちゅうせいしせい)
質量が太陽の8~20倍
【画像:中性子星】
太陽の質量の8~20倍の質量をもった恒星はどうなるのでしょうか?
ここでは詳しい説明は省きますが、大きな質量をもった恒星はヘリウムだけでなく炭素・酸素にまで核融合反応が進みます。
逆にいうと質量が小さい恒星は核融合反応で炭素や酸素を生成できません。
中学生くらいで周期表というのも化学の授業で習ったと思いますが、あれの番号(原子番号)が大きいものは生成が難しく、小さいもの(例:ヘリウムは原子番号2)から生成されます。
【核融合反応】
ヘリウムは陽子2個、中性子2個なので比較的簡単に生み出される。
炭素は陽子6個、中性子8個なので多くの結合が必要⇒簡単に出来ない。
その後、これ以上核融合反応が進まないところまで来ると、恒星の中心に収縮をし、最終的に反発して大爆発します。
それが超新星爆発と呼ばれるものです。
なぜ収縮をしてしまうのかというと、そもそも恒星は核融合反応(膨張)と重力(収縮)の力のバランスで大きさが決まります。核融合反応は反応が進むと膨張する力が弱まるので、重力のによる収縮の力の方が大きくなるからです。
その超新星爆発の後、中性子からなる高密度の核だけが残りそれを中性子星と呼びます。
↓
超新星爆発
↓
中性子星
ブラックホール
質量が太陽の20倍以上
【画像:ブラックホール】【Credit: EHT Collaboration】
ブラックホールができる過程は中性子星と変わらず、超新星爆発を起こした後にできます。
違いとしては超新星爆発のあとも重力崩壊が止まらない場合にブラックホールになるということです。
明確な違いは解明されていませんが、質量が太陽の30倍以上の恒星はほとんどブラックホールになることがわかっています。
(質量が太陽の20倍以上)恒星
↓
超新星爆発
↓
ブラックホール
太陽の寿命は?
皆さん気になってきたかと思いますが、太陽の寿命はあと何年なのか!!!
太陽は最終的に白色矮星になるとされています。その前の段階の赤色巨星では地球の公転軌道付近まで大きくなり、水星と金星は飲み込まれてしまうことが予想されています!
そうなったら地球上では生物は存在できないでしょう。。。
それはいつなのか!?
それは・・・
約60億年後
です!!!!
60年後ではないです。単位は億年です。
これを読んでいる皆さんは安心していいと思います(笑)
まとめ
・恒星の最後は質量によって変わってくる。
・恒星の核融合反応が終わるときが恒星の最後。
・最終的には白色矮星、中性子星、ブラックホールのどれかになる。
・太陽の寿命は残り約60憶年。
太陽の寿命には安心できたと思います(笑)
しかし太陽も寿命が来たら赤色巨星となり、金星まで飲み込まれるほどの大きさになるなんて驚きじゃないですか?
他にも宇宙の話で欠かせない「ブラックホール」も恒星の最後の姿だったとは・・・。
まだまだ宇宙にはおもしろい現象がたくさんあります!
他の記事も宇宙に関することを書いているので、気になったら読んでみてください!!
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