恒星の進化

宇宙にはたくさんの恒星(星)が存在しています。恒星には、始まりと終わりがあり私たちは恒星の一生の一部を見ています。そこで、ここでは恒星が進化していく様子を紹介します。

星が進化するには、重力の収縮する力とそれを支える内側の力のバランスが必要です。質量が大きいほど中心部の温度が高いため、激しい核融合反応が起こります。そのため、表面温度が高くなり明るくなります。 また、核融合反応により水素が多量に消費されるので、このエネルギーが内部を高温・高圧に保って星を輝かせています。しかし核融合反応の結果、水素がどんどん減っていくと、星の内部にはヘリウムというものが溜まります。このヘリウムが星全体の質量の約10分の1溜まってしまうと星は恒星ではなくなります。
質量が多い星ほど水素も多くありますが、その分消費するエネルギーも多いので、寿命は短くなります。
恒星の寿命
質量（太陽＝1）スペクトル型寿命
（太陽の）20倍B1000万年
（太陽の）3倍A5億年
太陽ぐらいG100億年
（太陽の）0.6倍K1000億年

水素を消費した恒星の内部には、どんどんヘリウムが溜まっていき、ヘリウム中心核を作ります。ヘリウム中心核は、まわりから押されて収縮していくため、温度がどんどん上がっていきます。そうすると、この星は主系列星ではなくなってしまいます。 このあとの、星の進化は質量によって変わってきます。

質量が太陽の半分の星の場合…

  1. 中心部の温度が高温にならないため、核融合反応が進みません。
  2. なので、恒星は収縮して表面温度が高くなります。
  3. そのため、HR図では左に移動して、ヘリウムを多く含んだ白色わい星になってしまいます。

質量が太陽と同じくらいかそれ以上の星の場合…

  1. 中心部の温度が高温・高圧になり、核融合反応が進みます。
  2. ヘリウムから炭素や酸素が作られ大量のエネルギーが出される。
  3. そのため、星は膨張してますが、表面積が大きくなるため表面温度は下がります。
  4. HR図では右に移動して、赤色巨星になります。

ここからまた、質量によって分かれます。

質量が太陽くらいから太陽の3倍の星は…
収縮して表面温度が高くなるため、赤色巨星から炭素・酸素を多く含んだ白色わい星になります。太陽も、50億年後には、このような白色わい星になるといわれています。
質量が太陽の3倍以上の星は…
核融合反応によって炭素・酸素が鉄・ケイ素が作られ、超新星爆発がおこります。