恒星とは、わかりやすく言うと自ら光っている星を指します。
恒星、惑星、衛星の違いにも書いてある通り、星には、自ら光っている恒星と、恒星の光を反射して光っている惑星や衛星があります。
夜空に見えるその星たちのほとんどが恒星で、それ以外が惑星や衛星になります。
夏であればさそり座のアンタレス、はくちょう座のデネブ、冬ならオリオン座のベテルギウス、大いぬ座のシリウス
季節に応じていろんな姿を見せてくれますが、これ全て恒星です。
そんな美しい星を眺めていると、世の中の人はふと疑問に思うことがあるといいます。
それが「星たちの光はどのようなメカニズムなんだろう？」ということです。
そこで星がどうやって光るのかまとめてみました。
恒星は温度が高いほど明るく光る
まずはどうして恒星が自ら光っていて、惑星や衛星が自ら光ることが出来ないのか？と言うことですよね。
たとえば太陽は自ら光っていますが、地球をはじめとする太陽系の惑星は自ら光ることが出来ません。
何故太陽は自ら光ることが出来るのでしょうか？
それは太陽の表面温度が高いからです。
太陽は表面温度が6000度と高温になっていますが、地球は平均気温が20度と、絶対温度でも約300度と太陽の表面温度には遠く及びません。
実は「温度」というものは高い物体ほど明るく光ることが出来るのです。
つまり地上に6000度の物体があれば太陽と同じ明るさの光を得ることが出来るということです。
地上には6000度の物体はありませんが、ガスコンロの炎やロウソクの炎は自ら光ることが出来ていますね。
これは温度が高いからこそ自ら光ることが出来るのです。
それでは太陽はどうして6000度のような高温になっているのでしょうか？
太陽が高温なのは重いから
太陽が高温なのは、太陽が重いことが要因です。
太陽の直径は地球の約100倍、質量は30万倍もあります。
これが太陽が重い要因です。
何故重いと高温になるのかというと、内部で圧力がかかるからです。
ちなみに太陽の中心部では1000万度を超える温度になっているといわれています。
計算によると太陽の中心部は1600万度になっているといわれています。
恒星は核融合で光っている
恒星の一生 誕生から 最後までで書いてある通り、恒星は核融合で光っているのであって、決して石油のような燃料が燃えているわけではありません。
もっとも酸素が無い宇宙空間で石油が燃えることはあり得ませんが・・・
先にも書きましたが太陽の中心部では1600万度にもなっているとされていますが、これは中心部で圧力が高まって条件が整ったことで核融合が起きているからです。
これが表面まで連鎖して表れ、現在の姿になっているのです。
その核融合ですが、反応が始まるまで条件として1000万度を超えることで、そこまで質量が大きい必要があります。
たとえば太陽の核融合はその質量が大きいから出来ることなのですが、太陽系で最も大きな木星は、質量が少なかったために核融合反応が起きずに恒星になることが出来なかったとされています。
つまり質量が大きければ核融合反応を起こすことが出来るのです。
これは太陽に限らず、他の恒星も同じメカニズムで核融合を起こしているのです。
恒星の核融合はいつかは尽きる
太陽で起こっている核融合は水素がヘリウムに変換されることで膨大な熱と光を発しているわけで、水素が無くなるとヘリウムが核融合を起こして太陽自体が膨張しはじめ、そして縮んでいき死を迎えます。
ただ恒星でも太陽より大きな質量をもつ恒星もあり、そのような恒星は核融合反応も活発なことで、返って寿命が短くなるそうです。
ちなみに太陽の寿命はあと50億年と言われていますが、太陽の10倍以上の質量をもつ恒星の寿命は1億年～1000万年と短くなるといわれています。
ちなみにオリオン座のベテルギウスは近いうち（たぶん100年以内）に死んでしまうそうです。
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