恒星が赤色超巨星になる理由は?

オリオン座には赤い超巨星ベテルギウス (星座の左上にある赤い星) があります。これは超新星として爆発する予定です。これは大質量星の終点です。Rogelio Bernal Andreo, CC By-SA.30

赤色超巨星は、空で最大の星の 1 つです。それらは最初はそうではありませんが、さまざまな種類の星が老化するにつれて、変化して大きくなります...そして赤くなります.それはすべて星の生と星の死の一部です。

赤色超巨星の定義

天文学者が見たとき、 最大の星 （体積で）宇宙では、非常に多くの赤い超巨星が見られます。ただし、これらの巨人は必ずしもそうではなく、ほとんどそうではありません。 質量で最大の星 .それらは星の存在の後期段階であり、常に静かに消えるとは限りません.

赤色超巨星の作成

赤色超巨星はどのように形成されますか?それらが何であるかを理解するには、星が時間とともにどのように変化するかを知ることが重要です。スターは生涯を通じて特定のステップを経ます。彼らが経験する変化は「星の進化」と呼ばれます。それはスター形成と若々しいスターフッドから始まります。星がガスと塵の雲の中で生まれ、コアで水素核融合に火をつけた後、星は通常、天文学者が「 主系列 '。この期間中、それらは静水圧平衡にあります。つまり、コアの核融合 (水素を融合させてヘリウムを生成する場所) が、外層の重量が内側に崩壊するのを防ぐのに十分なエネルギーと圧力を提供することを意味します。

大質量星が赤い超巨星になるとき

大質量星 (太陽の何倍もの質量) も同様ですが、わずかに異なるプロセスを経ます。太陽のような兄弟よりも劇的に変化し、赤色超巨星になります。質量が大きいため、水素燃焼段階の後にコアが崩壊すると、温度が急速に上昇し、ヘリウムが非常に急速に核融合します。ヘリウム核融合の速度がオーバードライブになり、星が不安定になります。

大量のエネルギーが星の外層を外側に押し出し、赤色超巨星に変化します。この段階で、星の重力は、中心部で起こっている強力なヘリウム核融合によって引き起こされる巨大な外向きの放射圧によって再び釣り合いがとれます。

赤色超巨星に変化する星は、コストがかかります。質量の大部分を宇宙に失います。その結果、赤色超巨星は宇宙で最大の星として数えられますが、外側に膨張しても年をとるにつれて質量が減少するため、最も重い星ではありません.

赤色超巨星の性質

赤色超巨星は表面温度が低いため赤く見えます。約 3,500 ～ 4,500 ケルビンの範囲です。ウィーンの法則によれば、星が最も強く放射する色は、その表面温度に直接関係しています。そのため、コアは非常に高温ですが、エネルギーは星の内部と表面に広がり、表面積が大きいほど、より速く冷却できます。赤色超巨星の良い例は、オリオン座のベテルギウスです。

このタイプのほとんどの星は、半径の 200 倍から 800 倍の間です。 私たちの太陽 .私たちの銀河系で最も大きな星、すべて赤色超巨星は、私たちのホームスターの約 1,500 倍の大きさです。その巨大なサイズと質量のために、これらの星はそれらを維持し、重力崩壊を防ぐために信じられないほどの量のエネルギーを必要とします.その結果、彼らは核燃料を非常に速く使い果たし、ほとんどの場合、数千万年しか生きられません (年齢は実際の質量によって異なります)。

他のタイプの超巨星

赤色超巨星は最大の種類の星ですが、他の種類の超巨星もあります。実際、大質量星では、核融合プロセスが水素を超えると、異なる形態の超巨星の間で前後に振動することがよくあります。具体的には、黄色の超巨星になる途中です ブルー超巨星 そしてまた戻る。

超巨星

超巨星の中で最も質量が大きい星は超巨星として知られています。ただし、これらの星の定義は非常に大まかで、通常は赤 (または場合によっては青) の超巨星であり、最も重く、最大の最高次数です。

赤い超巨星の死

非常に大質量の星は、核内で重い元素をどんどん融合させるため、さまざまな超巨星段階の間で振動します。最終的には、星を動かしている核燃料をすべて使い果たします。それが起こるとき、重力が勝ちます。その時点で、コアは主に鉄 (星よりも融合に多くのエネルギーを必要とする) であり、コアは外向きの放射圧を維持できなくなり、崩壊し始めます。

その後のイベントのカスケードは、最終的にタイプ II につながります。 超新星 イベント。後に残るのは星の核で、莫大な重力によって圧縮されて 中性子星 ;または、最も質量の大きい星の場合、 ブラックホール 創造された。

太陽型星はどのように進化するか

太陽が赤色超巨星になるかどうか、人々は常に知りたいと思っています。太陽ほどの大きさ（またはそれ以下）の星の場合、答えはノーです。彼らは通り抜けます 赤色巨星相 、しかし、それはかなり見覚えがあります。水素燃料が不足し始めると、コアが崩壊し始めます。これにより、コア温度がかなり上昇します。つまり、コアから逃れるために生成されるエネルギーが増えます。そのプロセスは、星の外側の部分を外側に押し出し、 赤色巨星 .その時点で、星は主系列から外れたと言われています。

中心部がどんどん熱くなり、最終的にはヘリウムが炭素と酸素に融合し始めます。この間ずっと、星は質量を失います。それは、その外側の大気の層を吹き飛ばして、星を囲む雲になります。最終的に、星に残ったものは収縮してゆっくりと冷却する白色矮星になります。その周りの物質の雲は「惑星状星雲」と呼ばれ、徐々に消えていきます。これは、上記の大質量星が超新星として爆発するときに経験するよりもはるかに穏やかな「死」です。

によって編集キャロリン・コリンズ・ピーターセン.