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惑星状星雲と白色矮星

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比較的低質量な星の死

恒星が進化した赤色巨星は、外側が大きくふくらんでいます。ふくらんだ外層部分は星の中心から遠いために、重力があまり強くありません。このため、外層部分にあるガスは重力を振りきって宇宙空間に流れ出していきます。これを恒星風と呼びます。太陽のおよそ8倍よりも軽い星の場合には、このようにして外側のガスが流れ出し続け、最後には星の中心核がむき出しになります。ガスがなくなってしまうと核融合反応を続けることができなくなり、恒星はこの段階で死を迎え、星は重力で縮んでいき、青白く輝く高温の星になります。流れ出したガスは惑星状星雲に、5万度を超える高温の中心核は白色矮星となります。惑星状星雲は中心星が放つ紫外線によって電離され、以前は星の外層だった水素やヘリウム、また酸素や窒素などが元素特有の波長で光を放っています。

惑星状星雲IC418。一生を終えつつある恒星から噴き出したガスが球状に広がっています。中心部には白色矮星になろうとする星の中心核が白く輝いています。 (c) NASA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA) Acknowledgment: Dr. Raghvendra Sahai (JPL) and Dr. Arsen R. Hajian (USNO)
惑星状星雲IC418。一生を終えつつある恒星から噴き出したガスが球状に広がっています。中心部には白色矮星になろうとする星の中心核が白く輝いています。 (c) NASA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA) Acknowledgment: Dr. Raghvendra Sahai (JPL) and Dr. Arsen R. Hajian (USNO)

高温高圧の白色矮星

白色矮星はもともと星の中心核として核融合反応が起きていた部分なので、この核融合反応で作られたヘリウムや炭素、酸素などの原子核からできています。いったん白色矮星になってしまうと核融合反応を起こすことができないので、長い年月をかけてゆっくりと冷えていき、次第に暗くなっていきます。白色矮星は非常に密度の高い天体であり、1cm³あたりの重さが10t以上にもなります。