赤色矮星
出典:Wikipedia

矮星ってご存知ですか?

彗星や小惑星なら知っているけど、矮星って言葉はあまり耳にしないのではないでしょうか。

最近では太陽系外惑星の発見でよく聞かれる「赤色矮星」という言葉をよく聞きますよね。

しかし矮星が付く天体って他にもあるんですよ。

矮星とはどんな天体のことをいうのか・・・

今回は矮星について調べてみたのでその種類と特徴をご紹介します。

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矮星とは相対的に小さな天体

宇宙には大小さまざまな恒星が存在しますが、ひときわ小さな恒星、あるいは恒星になりきれなかった小さな星などのことを言います。

ただし、どこまでが小さな天体なのかという基準がなく、超巨星や巨星以外の恒星を矮星と呼ぶこともあるようで、私たちの太陽も「黄色矮星」と呼ばれているようです。

いろいろと調べてみたのですが、どうやら矮星については決まった基準が無く、大きな恒星に対して小さな恒星を矮星と呼んだり、進化の過程で小さく変化した天体を総称して矮星と呼んでいるようです。

矮星の種類別特徴

矮星と名が付く天体には次のような5種類の呼び名が付く天体があります。

褐色矮星
赤色矮星
青色矮星
白色矮星
黒色矮星

このように矮星にはそれぞれ色が付けられていますが、これは表面温度の違いによるもので、青や白が温度が高く、赤や黒が低いということになります。

それではそれぞれどのような特徴があるのか矮星の種類別に見ていきましょう。

褐色矮星

褐色矮星
出典:Wikipedia

恒星は質量により中心部が高温、高圧になることで核融合が継続して輝いている状態であることが条件となっています。

このような恒星のことを「主系列星」と呼んでいます。

中には質量が小さいために核融合が起こらずにくすぶっている状態の天体があります。

これが褐色矮星で、質量が核融合を起こすだけの高温、高圧という条件に満たなかった天体です。

つまり褐色矮星は主系列星に含まれないという位置づけとなります。

よく知られている褐色矮星に、

Teide 1
グリーゼ229B
WISE1828

があります。

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赤色矮星

赤色矮星
出典:Wikipedia

太陽質量の8%以上~半分くらいの低質量の恒星で、核融合が継続している状態の天体を言います。

誕生した環境が周囲にガスが少なかったために小さいままで安定した状態なために表面温度は4千度以下と低いとされています。

ただし質量が小さいために核融合反応もスピードが遅く、そのために燃料の水素の消費量も少なく寿命が長いとされています。

短いものでも1000億年、長いと10兆年もの寿命がある赤色矮星もあるとのこと。

ただし、宇宙が誕生してから136億年しか経っていないために赤色矮星のこうした長寿命は推測でしかありません。

あわせて読みたい:恒星は質量が大きいほど寿命が短い

青色矮星

青色矮星

赤色矮星が寿命を迎えて変化するといわれているのが青色矮星と考えられていますが、赤色矮星の寿命が宇宙の年齢よりも長いために今の宇宙には存在しないと考えられています。

赤色矮星は終末期を迎えても太陽のように膨張することなく赤色巨星にならないと考えれてていますが、膨張しない代わりに放出される熱エネルギーが増えることから温度が上昇するため青く変化すると考えられています。

そして核融合の燃料を使い果たすと最後には白色矮星となると考えられています。

詳しい解説はこちら:赤色矮星は最後にどのような姿になるの?

白色矮星

シリウス
シリウスA(中央)と白色矮星のシリウスB(左下)出典:Wikipedia

恒星の中で比較的小さい質量の恒星が寿命を迎えて赤色巨星を経て周辺にガスを撒き散らしながら小さくなり、残された天体が白色矮星です。

太陽も今後約50億年もするとこのような経緯を経て白色矮星になると考えられています。

恒星のうち白色矮星となる質量は太陽の8倍未満から、下は半分くらいまでとされています。

現在白色矮星とよく知られているのがこと座にある惑星状星雲の中心に観ることができます。

こと座の環状星雲(M57)
こと座の環状星雲(M57)

中央に小さな白い点が見えますが、これが白色矮星です。

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黒色矮星

黒色矮星

太陽クラスの終末期の姿が白色矮星とされていますが、白色矮星は恒星当時の核融合という熱源を持っていないために余熱で輝いている状態で、やがて冷えて輝きを失っていきます。

そして最後には真っ暗となり宇宙の暗闇に消えていきます。

これが黒色矮星ですが、白色矮星から黒色矮星になるまで数百億年を要すると考えられ、今の宇宙が136億年しか経っていないことからすると宇宙にはまだ黒色矮星という天体は存在していないと考えられています。

動画で分かりやすく解説:BBC 神秘の大宇宙 DVD全9巻

まとめ

超巨星や巨星に対して小さな恒星を矮星と呼んだり、恒星が寿命を迎えて行き着く姿も矮星と呼んでいます。

つまり大きな恒星と比較して小さな恒星を一括して矮星と呼んだり、進化の過程で小さくなった天体も矮星と呼んでいます。

さらには、恒星とガス惑星の中間の位置づけとして矮星と呼ぶこともあり非常に複雑な状態になっています。

このような分りにくい分類は改めるべきであり、もっと腑に落ちる呼び名に変更してほしいものですね。