誕生

• かもしれません 19, 2024

人々はかつて星は永遠だと思っていました。しかし、私たちは今、彼らが誕生と死のライフサイクルを持っていることを知っています。これは太陽のような星がどのように生まれたかの物語です。

巨大な分子雲から始める
太陽は炎のガスの巨大なボールと考えるかもしれませんが、その中心は鋼鉄よりもはるかに密度が高くなっています。それでも星は 星雲 あまりにもまれなので、平均して、1立方センチメートルに100個の粒子しかありません。

星のような非常に重要なものが星雲のような薄っぺらなものから作られていることは信じられないようです。しかし、巨大な雲は数十光年の距離にわたって広がっています。そのため、それらは薄くても、その総質量は太陽系の質量の百万倍にもなります。利用可能な素材はたくさんありますが、何がそれを形作っていますか？

重力、彫刻家
重力は、星雲を星を作るのに十分な密度に崩壊させる力です。巨大な分子雲は星の形成に適した場所です。物質が豊富であるだけでなく、原子が集まって分子を形成するのに十分なほど冷たく、場所によっては物質が凝集し始めます。

重力の強さは質量に依存するため、密度の高い領域はより多くの物質をそこに引き込むことができ、その質量、ひいては重力の引力を増加させます。数百万年にわたって、これは星雲が崩壊する方法です。しかし、崩壊には何らかの助けがありそうです。星の形成には多くのトリガーが考えられます。たとえば、超新星の衝撃波が物質を押し合わせてより高密度の領域を形成します。

星雲は一度に崩壊するわけではありません。より密度の高い領域が成長し、クラウドが解散します。これが、星がグループで形成される理由です。各フラグメントは個別に崩壊し、潜在的な星であり、 質量 そのライフストーリーをマークします。ヘッダー画像に示されているプレアデス星団は、同じ巨大な雲から形成された星のグループの一例です。個々の星の質量は、それがどれほど明るくなるか、どのくらい長く生きるか、どのように死ぬかを決定します。いくつかの破片は星を形成するのに十分な質量を持っていませんが、なるかもしれません 茶色の小人、失敗した星。 [写真クレジット：Greg Hogan、EarthSky]

断片
破片は加熱され、回転し、崩壊し続けます。

中央部外の物質は 重力ポテンシャルエネルギー、ダムによって抑制された水のように。中心に落ちると、ポテンシャルエネルギーは キネティック （運動）エネルギー、熱が放出されます。

角運動量 は、半径と速度を考慮したオブジェクトの回転の尺度です。巨大な星雲は非常にゆっくりと回転します。しかし、角運動量は 保存された —これは、半径が小さい雲の断片がより速く回転することを意味します。好きな地上の例は、スピンをするアイススケーターです。彼女は両手を広げて開始します。彼女が腕を体に引き込むと、スピンの半径が小さくなるため、余分な労力をかけずに高速でスピンします。

したがって、フラグメントが崩壊するにつれて、その回転が加速します。また、元のフラグメントの不規則な形状の代わりに、回転により、より球状の形状になります。

原始星
フラグメントには、高密度の中央領域が含まれています。 原始星 そして星。残っているのは、ほこりとガスです。回転すると、ほこりやガスが原始星の赤道周辺の円盤に押し込まれます。原始星から星がいつか形成されるだけでなく、これから惑星系が形成されます 原始惑星系円盤.

原始星は、円盤材料を引き付けることによって成長します。質量が増加すると、収縮し続けます。重力収縮は多くの熱を放出します。コア内の高温ガスは、重力に逆らって外側に押し出されます。したがって、最初の崩壊は比較的迅速に起こりましたが、原始星が熱くなるにつれて遅くなります。摂氏100万度まで温度を上げるのに約100万年かかり、それが星になるほど熱くはありません。

私たちが観測する星のほとんどは メインシーケンス 出演者。彼らの熱と光は、核内の水素の核融合によるものです。核融合を開始するには、核心温度が少なくとも1,000万℃（1800万°F）でなければなりません。

星が生まれる
水素核融合が始まるとき、原始星は適切なベビースターです。ただし、メインシーケンスに参加する前にやるべきことはあります。

主系列星では、核内の核融合からの熱の外向きの圧力と重力の内向きの力のバランスがあります。これは 静水圧平衡。スターが収縮を完了し、このバランスが発生するまでに時間がかかります。

強い星の風が円盤材料を吹き飛ばすため、核融合が維持されると星の質量は増加しません。実際、数百万年以内に埃の多いディスクは完全にクリアされます。

星の主なシーケンスの寿命の長さは、その質量に依存します。太陽のような星は約100億年生きているので、私たちの太陽はその人生の途中です。太陽の半分の質量を持つ赤いd星は800億年以上生きることができます。これは宇宙の現在の年齢よりもはるかに長いです。しかし、大質量星の寿命は短いです。太陽の質量の10倍の星の寿命はわずか2000万年です。スターは、水素燃料がなくなるまでメインシーケンスにとどまります。