星は本当に星屑から生まれます、そして星はすべての重い要素を生産する工場であるため、私たちの世界とその中のすべても星屑から来ています。
その雲は、主に水素ガス分子で構成されており、重力によってそれらが崩壊して星を形成するまで、想像を絶する寒さの空間に浮かんでいます。
すべての星は平等に作られていますが、人と同じように、さまざまなバリエーションがあります。 星の特徴の主な決定要因は、その形成に関与する星屑の量です。
いくつかの星は非常に大きく、それらは短くて壮観な寿命を持っていますが、他の星は非常に小さいのでそもそも星になるのに十分な質量がなく、これらは非常に長い寿命を持っています。 NASAや他の宇宙当局が説明しているように、星のライフサイクルは質量に大きく依存しています。
私たちの太陽とほぼ同じ大きさの星は小さな星と見なされますが、赤ほど小さくはありません 太陽の約半分の質量を持ち、星ができる限り永遠に近いドワーフ 取得する。
G型主系列星（または黄色い矮星）に分類される太陽のような低質量星のライフサイクルは、約100億年続きます。 このサイズの星は超新星にはなりませんが、劇的な方法で彼らの人生を終わらせます。
原始星の形成
重力、つまり私たちの足を地面に接着させ、惑星を軌道上で回転させ続ける不思議な力が、星形成の原因です。 宇宙の周りに浮かぶ星間ガスと塵の雲の中で、重力は分子を小さな塊に合体させ、それらは親の雲から離れて原始星になります。 崩壊は、超新星などの宇宙イベントによって引き起こされることがあります。
質量が増加するため、原始星はより多くの星屑を引き付けることができます。 運動量の保存により、崩壊する物質が回転する円盤を形成し、温度が 圧力の増加と、に引き付けられたガス分子によって放出される運動エネルギーのために増加します。 センター。
オリオン大星雲などには、いくつかの原始星が存在すると考えられています。 非常に若いものは拡散しすぎて見えませんが、合体すると最終的に不透明になります。 これが起こると、物質の蓄積がコアに赤外線を閉じ込め、それがさらに温度と圧力を上昇させ、最終的にはより多くの物質がコアに落ちるのを防ぎます。
しかし、星の包絡線は、何か信じられないことが起こるまで、物質を引き付けて成長し続けます。
生命の熱核火花
比較的弱い力である重力が、熱核反応につながる一連のイベントを引き起こす可能性があるとは信じがたいですが、それが起こります。 原始星が物質を降着し続けると、コアの圧力が非常に強くなり、水素がヘリウムに融合し始め、原始星が星になります。
熱核活動の出現は、回転軸に沿って星から脈動する強風を生み出します。 星の周囲を循環している物質は、この風によって放出されます。 これは星の形成のT-タウリ期であり、フレアや噴火を含む活発な表面活動を特徴としています。 星はこの段階でその質量の最大50％を失う可能性があり、これは太陽の大きさの星の場合、数百万年続きます。
やがて、星の周囲の物質が散逸し始め、残ったものが惑星に合体します。 太陽風がおさまり、星は主系列星の安定期に落ち着きます。 この期間中、コアで発生する水素とヘリウムの核融合反応によって生成される外向きの力は、重力の内向きの引っ張りと釣り合い、星は物質を失ったり、獲得したりしません。
小さな星のライフサイクル：主系列星
夜空の星のほとんどは主系列星です。なぜなら、この期間はどの星よりも寿命がはるかに長いからです。 主系列星は、水素をヘリウムに溶かし、水素燃料がなくなるまで溶け続けます。
核融合反応は、小さな星よりも大きな星の方が速く起こるので、大きな星は白または青の光でより熱く燃え、より短い時間で燃えます。 太陽の大きさの星は100億年続くのに対し、超巨大な青色巨星は2000万年しか続かないかもしれません。
一般に、主系列星では2種類の熱核反応が発生しますが、太陽などの小さな星では、陽子-陽子鎖の1種類しか発生しません。
陽子は水素原子核であり、星の核では、静電反発力に打ち勝ち、衝突してヘリウム2原子核を形成するのに十分な速さで移動し、 v-その過程でニュートリノと陽電子。 別の陽子が新しく形成されたヘリウム2核と衝突すると、それらはヘリウム3に融合し、ガンマ光子を放出します。 最後に、2つのヘリウム3原子核が衝突して、1つのヘリウム4原子核と、さらに2つの陽子が生成され、連鎖反応が継続します。したがって、陽子-陽子反応は、全体として4つの陽子を消費します。
主反応内で発生する1つのサブチェーンは、ベリリウム7とリチウム7を生成しますが、これらは、陽電子との衝突後に結合して2つのヘリウム4核を生成する遷移元素です。 別のサブチェーンはベリリウム8を生成しますが、これは不安定で、自発的に2つのヘリウム4核に分裂します。 これらのサブプロセスは、総エネルギー生産量の約15パーセントを占めています。
ポストメインシーケンス–ゴールデンイヤーズ
人間のライフサイクルの黄金期は、エネルギーが衰え始める時期であり、星についても同じことが言えます。 低質量星の黄金期は、星がそのコア内のすべての水素燃料を消費したときに発生し、この期間は主系列星後としても知られています。 コア内の核融合反応が停止し、外側のヘリウムシェルが崩壊し、崩壊するシェル内の位置エネルギーが運動エネルギーに変換されるときに熱エネルギーが生成されます。
余分な熱により、シェル内の水素が再び融合し始めますが、今回の反応では、コアのみで発生した場合よりも多くの熱が発生します。
水素殻層の融合により、星の縁が外側に押し出され、外気が膨張して冷やされ、星が赤色巨星に変わります。 これが約50億年後に太陽に起こるとき、それは地球までの距離の半分に拡大するでしょう。
シェルで発生する水素核融合反応によってより多くのヘリウムが放出されるため、膨張にはコアの温度上昇が伴います。 非常に熱くなるため、コアでヘリウム核融合が始まり、ベリリウム、炭素、酸素が生成されます。この反応（ヘリウムフラッシュと呼ばれます）が始まると、すぐに広がります。
シェル内のヘリウムが使い果たされた後、小さな星のコアは、作成されたより重い元素を融合するのに十分な熱を生成できず、コアを取り巻くシェルは再び崩壊します。 この崩壊により、かなりの量の熱が発生します–シェル内でヘリウム核融合を開始するのに十分です–そして新しい 反応は、星の半径が元の半径の100倍も増加する新しい膨張期間を開始します 半径。
私たちの太陽がこの段階に達すると、火星の軌道を超えて拡大します。
太陽サイズの星が拡大して惑星状星雲になる
子供向けの星のライフサイクルのストーリーには、惑星状星雲の説明を含める必要があります。惑星状星雲は、宇宙で最も印象的な現象の一部だからです。 惑星状星雲という用語は、惑星とは何の関係もないため、誤った呼び方です。
これは、神の目（らせん星雲）の劇的な画像や、インターネットに表示される他のそのような画像の原因となる現象です。 惑星状星雲は、本質的に惑星であるどころか、小さな星の崩壊のサインです。
星がその2番目の赤色巨星相に拡大すると同時に、コアは超高温の白に崩壊します ドワーフは、元の星の質量の大部分が地球サイズに詰め込まれた高密度の残骸です。 球。 白色矮星は紫外線を放射し、膨張する殻のガスをイオン化して、劇的な色と形を作り出します。
残っているのは白色矮星です
惑星状星雲は長くは続かず、約20、000年で消滅します。 しかし、惑星状星雲が消えた後に残る白色矮星は、非常に長持ちします。 これは基本的に、炭素と酸素の塊が電子と混合されており、それらが縮退していると言われるほど密に詰まっています。 量子力学の法則によれば、それ以上圧縮することはできません。 星は水より百万倍密度が高いです。
白色矮星の内部では核融合反応は起こりませんが、表面積が小さいために高温のままであり、放射するエネルギーの量が制限されます。 最終的には冷却されて、黒色の不活性な炭素の塊になり、電子が縮退しますが、これには100億年から1,000億年かかります。 宇宙はこれがまだ起こっているほど古くはありません。
質量はライフサイクルに影響を与える
太陽の大きさの星は、水素燃料を消費すると白色矮星になりますが、中心に太陽の大きさの1.4倍の質量を持つ星は別の運命を経験します。
チャンドラセカール限界として知られているこの質量を持つ星は、重力が電子変性の外向きの抵抗を克服するのに十分であるため、崩壊し続けます。 白色矮星になる代わりに、それらは中性子星になります。
チャンドラセカール質量制限は、星がその質量の大部分を放射した後にコアに適用されるため、そして失われた質量は かなりの量の星は、中性子星になるために赤色巨星に入る前に、太陽の約8倍の質量を持っている必要があります。
赤色矮星は、太陽質量の半分から4分の3の質量を持つ星です。 それらはすべての星の中で最もクールであり、それらのコアにそれほど多くのヘリウムを蓄積しません。 その結果、核燃料を使い果たしたときに赤色巨星になることはありません。 代わりに、惑星状星雲を生成することなく、白色矮星に直接収縮します。 しかし、これらの星は非常にゆっくりと燃えるので、そのうちの1つがこのプロセスを経るまでには、長い時間、おそらく1,000億年もかかるでしょう。
太陽質量が0.5未満の星は、褐色矮星として知られています。 それらが形成されたとき、それらは水素核融合を開始するのに十分な質量を持っていなかったので、それらは実際にはまったく星ではありません。 重力の圧縮力は、そのような星が放射するのに十分なエネルギーを生成しますが、それはスペクトルの遠い赤の端にかろうじて知覚できる光を持っています。
燃料消費がないので、宇宙が続く限り、そのような星がそれがそうであるように正確にとどまるのを妨げるものは何もありません。 それらの1つまたは多くが太陽系のすぐ近くにある可能性があり、それらは非常に薄暗く輝いているため、それらがそこにあることを私たちは決して知りませんでした。