太陽に似た星の寿命の終わりに何が起こるかを理解するには、そもそも星がどのように形成され、どのように輝くかを理解するのに役立ちます。 太陽は平均的な大きさの星であり、りゅうこつ座イータのような巨人とは異なり、超新星として外に出てブラックホールを残しません。 代わりに、太陽は白色矮星になり、単に消えていきます。
星形成と主系列星
星は銀河間塵から生まれます。 塵と水素とヘリウムガスで満たされた雲がゆっくりと中央のコアの周りを回転し始めると、コアはより多くを引き付けます 物質、そして圧力の増加は、水素ガスが核反応で融合するのに十分なほど熱くなるまでそれを加熱します。 核融合反応によって生成されたエネルギーはそれ以上の崩壊を防ぎ、コアは主系列星になります。 巨大な星は水素燃料をすばやく使用し、わずか300万年で燃え尽きる可能性があります。 しかし、太陽に似た星の主系列星は約100億年です。
赤色巨星相
太陽サイズの星がその核の水素を使い果たすと、核融合は停止し、温度はヘリウム核融合を開始するのに十分なほど高くありません。 外向きの放射圧がないため、コアが収縮します。 コアが収縮し、重力の引力が弱まっているため、外層は冷えて赤くなり、膨張し始め、星は赤色巨星に変わります。 赤色巨星は通常、主系列星の直径の10〜100倍に成長します。 太陽が赤色巨星の段階に入ると、それは10億年から20億年続くでしょう、それは地球を飲み込むのに十分大きくなる可能性があります。
第2赤色巨星相
赤色巨星の核が収縮するにつれて、電子は非常に密集しているため、量子力学的原理が重要になります。 パウリの排他原理は、2つの電子が同じ状態を占めることはできず、反発力は熱圧力よりも強くなり、温度に依存しないことを示しています。 この状態の物質は縮退していると言われ、爆発反応を起こします。 コア内のヘリウムは炭素に融合し始め、コアを取り巻く層の水素もヘリウムに融合し始めます。 これらの反応はより多くの外向きの圧力を生み出し、星をさらに拡大させます。 これは2番目の赤色巨星相であり、約100万年続きます。
白色矮星期
赤色巨星の核は、量子力学的原理により崩壊できなくなり、青みがかった白色光で燃え始め、白色矮星になります。 この時までに、その質量は元の星の質量と同じですが、その直径は地球とほぼ同じ大きさであるため、超高密度です。 最終的には冷えて、黒色矮星に変わり、暗くなります。 それはまだ白色矮星ですが、星の外層を形成するガスは冷えて、惑星状星雲として知られている形成でコアから離れて漂流します。 よく知られている例としては、リング星雲やキャッツアイ星雲などがあります。