恒星(英 Star)とは核融合で自ら光っている天体のことである。
恒星の誕生
恒星は宇宙空間に散らばった水素のガスが重力で収縮することで摩擦が発生し、中心核が1000万度程度に達すると核融合反応を始める。
核融合を始めるとまだ恒星に降り注いでいる水素のガスを吹き飛ばして濃い部分が生まれるので
星が連鎖的に発生していくことになる。
核融合を始めるとまだ恒星に降り注いでいる水素のガスを吹き飛ばして濃い部分が生まれるので
星が連鎖的に発生していくことになる。
恒星の進化
0.075太陽質量未満
恒星の質量が0.075%より小さい恒星は褐色矮星と呼ばれそのまま10兆年以上の年月を経て冷えていくことになる。
スペクトル型 M
スペクトル型がMの恒星として核融合を起こせる最小の恒星は10兆年以上もの間核融合を継続できる。
長い年月をかけて水素をほとんどヘリウムに変換すると青色矮星という7000℃程の小さな矮星に進化する。
青色矮星は50億年ほど核融合を継続させた後、ヘリウムで構成された白色矮星へと進化し、
そのまま数兆年の年月をかけて黒色矮星に進化する。
長い年月をかけて水素をほとんどヘリウムに変換すると青色矮星という7000℃程の小さな矮星に進化する。
青色矮星は50億年ほど核融合を継続させた後、ヘリウムで構成された白色矮星へと進化し、
そのまま数兆年の年月をかけて黒色矮星に進化する。
スペクトル型 K7V~B3V
恒星の生涯の90%以上を主系列星として過ごす。
その間も徐々に温度も上昇していくため光度も大きくなっていく。
中心部では活発に核融合が行われているため中心部の水素が(全体の10%)ヘリウムに変換された後
核融合で大きさを保っていた表面の部分が中心部に流れ込むため一時期は恒星の大きさが小さくなる。 中心部に流れ込んだ水素が爆発的に核融合を起こすようになると重力を振り切って元の250倍の大きさにまで膨張する。 それに伴う形で温度が低下し色が黄色やオレンジ色に見えるようになる。
その後中心部の温度が上昇したことでヘリウムが酸素に変換される核融合反応を起こすので元の10倍程度の大きさに戻る。
その後はまた水素が流れ込んでくるために何度もこのような過程を繰り返す。
K9V~K0V
赤色巨星としては最も質量が小さなK型恒星はここで重力が膨張に負けるために核融合反応が終了し外層が剥がれ炭素で構成された白色矮星に進化する。
G9V~B3V
G型恒星以上は炭素以降も核融合が続きG型恒星では酸素と炭素やマグネシウムで構成された白色矮星に進化することになる。
B型恒星ではケイ素まで進化が進むがこれ以上質量が大きいB2V以降は超新星爆発を起こすことになる。
その間も徐々に温度も上昇していくため光度も大きくなっていく。
中心部では活発に核融合が行われているため中心部の水素が(全体の10%)ヘリウムに変換された後
核融合で大きさを保っていた表面の部分が中心部に流れ込むため一時期は恒星の大きさが小さくなる。 中心部に流れ込んだ水素が爆発的に核融合を起こすようになると重力を振り切って元の250倍の大きさにまで膨張する。 それに伴う形で温度が低下し色が黄色やオレンジ色に見えるようになる。
その後中心部の温度が上昇したことでヘリウムが酸素に変換される核融合反応を起こすので元の10倍程度の大きさに戻る。
その後はまた水素が流れ込んでくるために何度もこのような過程を繰り返す。
K9V~K0V
赤色巨星としては最も質量が小さなK型恒星はここで重力が膨張に負けるために核融合反応が終了し外層が剥がれ炭素で構成された白色矮星に進化する。
G9V~B3V
G型恒星以上は炭素以降も核融合が続きG型恒星では酸素と炭素やマグネシウムで構成された白色矮星に進化することになる。
B型恒星ではケイ素まで進化が進むがこれ以上質量が大きいB2V以降は超新星爆発を起こすことになる。
超新星爆発を起こすことが出来る質量を超えた場合
ケイ素の後も合成は続き最終的に鉄が形成される。
鉄以降核融合によって新たな元素に合成することは出来ないため光崩壊という違う物理現象でヘリウムに変換されることになる。それによって中心部がヘリウムになったことにより事実上の空洞が出来る。
空間が重力で非常に強く押し潰され、潰れた反動で周りの物質を宇宙空間にはじき出す。
これを超新星爆発という。
鉄以降核融合によって新たな元素に合成することは出来ないため光崩壊という違う物理現象でヘリウムに変換されることになる。それによって中心部がヘリウムになったことにより事実上の空洞が出来る。
空間が重力で非常に強く押し潰され、潰れた反動で周りの物質を宇宙空間にはじき出す。
これを超新星爆発という。
B2V~O5V
最も割合が高い超新星爆発で爆発した後に高速回転をする中性子星を残す。
中性子星は僅か数十キロの大きさしかないが非常に高温で質量も膨大である。
そのため密度が大きくなり重力が大きい。
中性子星は僅か数十キロの大きさしかないが非常に高温で質量も膨大である。
そのため密度が大きくなり重力が大きい。
O4V~O3V
周りの外層を吹き飛ばし、小質量のブラックホールを形成する。
長い年月を経て7500億年後には銀河の中心の大質量ブラックホールと融合することになる。
長い年月を経て7500億年後には銀河の中心の大質量ブラックホールと融合することになる。
O2V~40太陽質量
誕生した時から青色超巨星として存在し僅か150万年でウォルフライエ星に進化する。
中規模のブラックホールを形成する。
更に、窒素のような物質も生成される。
中規模のブラックホールを形成する。
更に、窒素のような物質も生成される。
40太陽質量以上
重力崩壊を起こし中心部に何も残さずに通常の10倍以上のエネルギーで極超新星爆発を起こす。
この爆発によって星団が形成される場合もあり、今の太陽の形成に関わった。
この爆発によって星団が形成される場合もあり、今の太陽の形成に関わった。
恒星の時系列
恒星の始まり
宇宙が誕生してから巨大な水素ガスの塊で数億年後に初めての星が形成された。
当時は水素のガスが今よりも豊富だったため質量が太陽の200倍を超えるような大質量の恒星が沢山存在していた。
恒星の結合
重力によって恒星とガスは結合し銀河を形成した。
銀河は衝突を繰り返し現在の天の川のような巨大な銀河へと成長していく。
現在
銀河が成長すると共にガスの散逸が進み赤色矮星や太陽のような様々な恒星が誕生するようになった。また、銀河団の中心部では衝突の重力や延伸力でガスが濃縮された結果ガスを使い果たし、ほとんどが赤色矮星で構成された大小様々な楕円銀河へ進化するものも現れた。
恒星が大きいと直ぐに致命的な超新星爆発を起こしその後は冷えていくため生命が生まれなかったが
太陽のような適度な温度と時間の条件を満たした場所も生まれたため生命の誕生に繋がった。
1000億年後
現在局部銀河群は大小50~200の銀河で構成されているが長い時間をかけて40億年後に天の川銀河は局部銀河群の最大の銀河であるアンドロメダ銀河と衝突し新たに巨大楕円銀河のミルコメダ銀河が形成され、残ったさんかく座銀河や他の矮小銀河もミルコメダに融合することになる。
度重なる衝突によって圧縮された星雲からは大質量の星が生まれその星が死ぬことで更に小さな無数の太陽のような星が形成されまた、その星の残骸が無数の赤色矮星を生み出してほとんど全ての星雲を使い果たす。これによって新たな恒星が生まれるのは非常にまれとなり少しずつマトリョーシカのような形で赤色矮星にまとめられていく。
この頃には宇宙は現在の500倍にまで膨張し他の銀河群との移動は出来なくなる。
15兆年後
生命が最も生まれやすくなる時期。
他の銀河は膨張の過程で消えてしまい生まれるタイミングとしては非常に最悪であろうが大きな星の爆発もなく最も安定している時期であり人間がどれだけ幸せな時期に生まれたのかを物語ってくれる。おとめ座超銀河団以外の銀河は観測が出来なくなりこの頃、星形成が完全に終了し、恒星の時代は終わりを告げる。
30兆年後
通常通り生まれた全ての恒星が白色矮星に変化する時期。この頃から縮退の時代が始まる。
この過程で宇宙は暗くなり最終的には真っ暗になる。
ちょうどこの頃に眠っていた1000~2000億個の褐色矮星が重力波の影響でゆっくりと衝突していく。
そのためミルコメダ銀河の中心部では常時100の赤色矮星が輝くことになる。
地球が太陽に飲み込まれず生き残った場合は度々他の死んだ恒星が非常に近くへ近づく現象もあり
太陽から抜け出して一人へ旅をする又はその死んだ恒星の周りを回る場合も考えられる。
1000兆年後
太陽は5K(-268℃)にまで冷え込み、遂に最終形態の黒色矮星となる。
地球がもし太陽の膨張を乗り越えて太陽系からの脱出もしなかった場合はこの頃に黒色矮星となった太陽と衝突して太陽の金属量が1%増加する。
28譲年後
太陽は他の星と比べて質量が大きいため少ない赤色矮星が細々と輝いている銀河の中心部に重力摩擦という物理現象によって移動していく。
そして超巨大ブラックホールに他の銀河の10%の黒色矮星と共に吸収されることになる。
100澗年後
それでも吸収されない場合は陽子崩壊という現象で放射線に変換され、恒星の縮退期は終わりを迎える。
80大勝年(10の90乗?)
太陽を飲み込んだブラックホールは陽子崩壊によって他の吸収するはずの恒星を失うことになり
熱を出しながら貯めていた物質も何もない空間に出していくことになる。
最終的に爆発し、宇宙を光子と呼ばれる物質が占めるようになる。
そして10の264乗年後に宇宙は再収縮しまた始まりを迎える。(この行に関しては真実は不明)
宇宙が誕生してから巨大な水素ガスの塊で数億年後に初めての星が形成された。
当時は水素のガスが今よりも豊富だったため質量が太陽の200倍を超えるような大質量の恒星が沢山存在していた。
恒星の結合
重力によって恒星とガスは結合し銀河を形成した。
銀河は衝突を繰り返し現在の天の川のような巨大な銀河へと成長していく。
現在
銀河が成長すると共にガスの散逸が進み赤色矮星や太陽のような様々な恒星が誕生するようになった。また、銀河団の中心部では衝突の重力や延伸力でガスが濃縮された結果ガスを使い果たし、ほとんどが赤色矮星で構成された大小様々な楕円銀河へ進化するものも現れた。
恒星が大きいと直ぐに致命的な超新星爆発を起こしその後は冷えていくため生命が生まれなかったが
太陽のような適度な温度と時間の条件を満たした場所も生まれたため生命の誕生に繋がった。
1000億年後
現在局部銀河群は大小50~200の銀河で構成されているが長い時間をかけて40億年後に天の川銀河は局部銀河群の最大の銀河であるアンドロメダ銀河と衝突し新たに巨大楕円銀河のミルコメダ銀河が形成され、残ったさんかく座銀河や他の矮小銀河もミルコメダに融合することになる。
度重なる衝突によって圧縮された星雲からは大質量の星が生まれその星が死ぬことで更に小さな無数の太陽のような星が形成されまた、その星の残骸が無数の赤色矮星を生み出してほとんど全ての星雲を使い果たす。これによって新たな恒星が生まれるのは非常にまれとなり少しずつマトリョーシカのような形で赤色矮星にまとめられていく。
この頃には宇宙は現在の500倍にまで膨張し他の銀河群との移動は出来なくなる。
15兆年後
生命が最も生まれやすくなる時期。
他の銀河は膨張の過程で消えてしまい生まれるタイミングとしては非常に最悪であろうが大きな星の爆発もなく最も安定している時期であり人間がどれだけ幸せな時期に生まれたのかを物語ってくれる。おとめ座超銀河団以外の銀河は観測が出来なくなりこの頃、星形成が完全に終了し、恒星の時代は終わりを告げる。
30兆年後
通常通り生まれた全ての恒星が白色矮星に変化する時期。この頃から縮退の時代が始まる。
この過程で宇宙は暗くなり最終的には真っ暗になる。
ちょうどこの頃に眠っていた1000~2000億個の褐色矮星が重力波の影響でゆっくりと衝突していく。
そのためミルコメダ銀河の中心部では常時100の赤色矮星が輝くことになる。
地球が太陽に飲み込まれず生き残った場合は度々他の死んだ恒星が非常に近くへ近づく現象もあり
太陽から抜け出して一人へ旅をする又はその死んだ恒星の周りを回る場合も考えられる。
1000兆年後
太陽は5K(-268℃)にまで冷え込み、遂に最終形態の黒色矮星となる。
地球がもし太陽の膨張を乗り越えて太陽系からの脱出もしなかった場合はこの頃に黒色矮星となった太陽と衝突して太陽の金属量が1%増加する。
28譲年後
太陽は他の星と比べて質量が大きいため少ない赤色矮星が細々と輝いている銀河の中心部に重力摩擦という物理現象によって移動していく。
そして超巨大ブラックホールに他の銀河の10%の黒色矮星と共に吸収されることになる。
100澗年後
それでも吸収されない場合は陽子崩壊という現象で放射線に変換され、恒星の縮退期は終わりを迎える。
80大勝年(10の90乗?)
太陽を飲み込んだブラックホールは陽子崩壊によって他の吸収するはずの恒星を失うことになり
熱を出しながら貯めていた物質も何もない空間に出していくことになる。
最終的に爆発し、宇宙を光子と呼ばれる物質が占めるようになる。
そして10の264乗年後に宇宙は再収縮しまた始まりを迎える。(この行に関しては真実は不明)
