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白色矮星はどこから来たのですか？

星がその寿命の終わりに終わる場所は、それが生まれた質量に依存します。質量の大きい星は、ブラックホールや中性子星として寿命を迎える可能性があります。低質量または中質量の星（太陽の質量の約8倍未満の質量）は白色矮星になります。典型的な白色矮星は太陽とほぼ同じくらいの大きさですが、地球よりわずかに大きいだけです。これにより、白色矮星は最も密度の高い物質の1つになり、中性子星とブラックホールだけがこれを上回ります。

ブラックホール	中性子星	白色矮星

私たちの太陽のような中程度の質量の星は、コア内の水素をヘリウムに融合することによって生きています。これが私たちの太陽が今していることです。太陽が水素のヘリウムへの核融合によって生成する熱は、外向きの圧力を生み出します。さらに50億年後、太陽はその核の水素をすべて使い果たしてしまうでしょう。

この星の状況は、圧力鍋に似ています。密閉容器内で何かを加熱すると、圧力が上昇します。同じことが太陽でも起こります。太陽は厳密には密閉された容器ではないかもしれませんが、重力によって太陽は1つのように振る舞い、星を内側に引き寄せます。一方、コア内の高温ガスによって生成された圧力が押し出されます。圧力と重力のバランスは非常に微妙です。

太陽が水素を使い果たして融合すると、バランスが重力に有利になり、星が崩壊し始めます。しかし、星を圧縮すると再び熱くなり、コアに巻き付けられたシェルに残っているわずかな水素を融合させることができます。

（ベテルギウス）
1996年1月15日、ハッブル宇宙望遠鏡は、星、A。デュプリー（CfA）およびNASAの最初の直接画像をキャプチャします。

この水素の燃焼殻は、星の外層を膨張させます。これが起こると、私たちの太陽は赤色巨星になります。水星が完全に飲み込まれるほど大きくなります！

星が大きくなると、その熱が広がり、全体の温度が下がります。しかし、赤色巨星の太陽の中心温度は、水素核融合によって生成されたヘリウムを融合するのに十分な温度になるまで上昇します。最終的には、ヘリウムを炭素やその他の重い元素に変換します。太陽は、赤色巨星は、100億近くが水素の燃焼に忙しく費やしたのとは対照的に、

私たちの太陽のような中質量の星が赤色巨星になることはすでに知っています。しかし、その後どうなるでしょうか？まだヘリウムを打ち上げて炭素をクランクアウトしています。しかし、ヘリウムが完成したとき、それが作り出した炭素を燃やすことができるほど十分に熱くはありません。今は何ですか？

私たちの太陽が勝ったので」核となる炭素に点火するのに十分な高温になると、再び重力に屈します。星のコアが収縮すると、エネルギーが放出され、星のエンベロープが拡大します。今、星は以前よりもさらに大きな巨人になりました！私たちの太陽の半径は地球の軌道よりも大きくなります！

この時点で太陽はあまり安定しておらず、質量が失われます。これは、星が最終的にその外層を吹き飛ばすまで続きますが、星のコアは無傷のままで、白色矮星になります。白色矮星は、惑星状星雲として知られている物体の中で膨張するガスの殻に囲まれます。初期の観測者は彼らが天王星と海王星の惑星のように見えると思ったので、彼らはこれと呼ばれています。裏庭の望遠鏡で見ることができる惑星状星雲がいくつかあります。それらの約半分では、中程度のサイズの望遠鏡を使用して中央の白色矮星を見ることができます。

惑星状星雲は、赤色巨星から白色矮星への中質量星の移行を示しているようです。私たちの太陽に匹敵する質量の星は、それらのエンベロープを吹き飛ばしてから75、000年以内に白色矮星になります。最終的には、私たちの太陽のように、それらは冷えて、宇宙に熱を放射し、黒い炭素の塊に消えていきます。 100億年かかるかもしれませんが、私たちの太陽はいつか列の終わりに到達し、静かに黒色矮星になります。

白色矮星は宇宙の年齢を教えてくれます。白色矮星が黒色矮星に冷えるのにかかる時間を見積もることができれば、宇宙と銀河の年齢の下限がわかりますが、白色矮星が冷えるのに数十億年かかるため、宇宙がまだ十分に古く、多くの白色矮星が黒色矮星になったとは思わないでください。黒色矮星を見つけることは、白色矮星の冷却プロセスの理解を確実に変えるでしょう。

白色矮星の観察

矢印は、大きなシリウスAの隣にある白色矮星シリウスBを指しています。

白色矮星を観測する方法はいくつかあります。発見された最初の白色矮星は、おおいぬ座の明るい星であるシリウスの伴星であるために発見されました。 1844年、天文学者のフリードリヒベッセルは、シリウスが見えない物体を周回しているかのように、わずかに前後に動いていることに気づきました。 1863年、眼鏡技師と望遠鏡のメーカーであるアルヴァンクラークは、この不思議な物体を発見しました。このコンパニオンスターは、後に白色矮星であると決定されました。このペアは現在、シリウスAおよびBと呼ばれ、Bは白色矮星です。このシステムの軌道周期は約50年です。

白色矮星は非常に小さく、検出が非常に難しいため、連星システムはそれらを見つけるのに役立つ方法です。シリウスシステムと同様に、星が何らかの説明のつかない動きをしているように見える場合、単一の星が実際には複数のシステムであることがわかる場合があります。よく調べてみると、白色矮星の仲間がいることがわかります。

2.4メートルの鏡と高度な光学系を備えたハッブル宇宙望遠鏡は、広視野カメラと惑星カメラで白色矮星をうまく見ることができました。 1995年8月、このカメラは、星座スコーピウスの球状星団M4で75個以上の白色矮星を観測しました。これらの白色矮星は非常にかすかで、最も明るいものは月の距離で見られる100ワットの電球よりも明るくはありませんでした。M4は7,000光年離れた場所にありますが、地球に最も近い球状星団です。また、約140億年前のものです。 、そのため、多くの星が寿命を迎えています。

HZ43のROSAT画像

白色矮星を見る方法は、光学望遠鏡だけではありません。白色矮星HZ 43はX線衛星ROSATによって観測されました。X線は白色矮星の可視表面の内側から来ます。この領域は非常に密集していて、非常に若い白色矮星では100,000度にもなることがあります。白色矮星外層にはヘリウムと水素だけが含まれており、本質的にyはるかに高温の内層から放出されるX線を透過します。

最終更新日：2006年12月