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星の明るさと色

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星の明るさは「等級」で示される

地球から見える星の明るさは等級という単位で表されます。もともとは、肉眼でもっとも明るく見える星を1等星、肉眼でやっと見える星を6等星としていましたが、現在ではこと座ベガをもとに等級の基準を決め、2.5倍明るくなると1等級ずつ数字が減り、2.5倍暗くなると1等級ずつ数字が増えるように定義されています(この定義をベガ等級と呼びます)。

夜空に見える星はさまざまな明るさで輝いていますが、1つ1つの星までの距離はさまざまですから、見かけの等級が本当の星の明るさを表しているわけではありません。星の本当の明るさを表すときは、その星が地球から一定の距離(10パーセク=32.6光年)にあるときの明るさを用いることが決められていて、その等級を「絶対等級」と呼びます。

表面温度の高い星は青白く、低い星は赤く見える

さそり座の1等星アンタレスは赤っぽく、おおいぬ座の 1等星シリウスは青白っぽく見えます。星の色にこのようなちがいがあるのは、星の表面温度に差があるからです。表面温度が低く3,000度ぐらいの星は赤色、6,000度ぐらいの星は黄色、さらに温度が高くなると白っぽくなっていき、2万度以上の高温の星は青白く輝いて見えます。逆に言えば、星の色を観察することで、その星の表面の温度を推定することができるのです。

星の体積と質量

星の体積は私たちの太陽の数百倍もあるものから、数十分の1のものまでさまざまです。ただし体積が大きくても、太陽の1cm³あたりの平均の重さが1.41gであるのに比べて、赤色巨星は約0.00001gと非常に密度が小さく、それに対して体積の小さい白色矮星は1cm³あたり10t程度、中性子星にいたっては約1億tと大きな差があります。また、星の一生はその星の質量によって決まってきます。

HR図は、星の進化をさぐる重要な指標

星の表面温度を横軸、絶対等級を縦軸にとった図がHR(ヘルツシュプルング・ラッセル)図です。この図を見ると星がいくつかのグループに分かれることがわかります。図中で左上から右下へ並ぶ星のグループを主系列星と呼びます。右上のグループは赤色巨星、左上のグループは白色矮星です。HR図は星の進化のようすを知るうえでも重要な図です。