太陽のような星の一生

約50億年後、太陽は赤色巨星へと膨らみ、水星と金星をのみ込むほどの大きさになります。

冷たい雲から生まれる

恒星は、冷たいガスと塵が広がる分子雲の中で生まれます。NASAによると、分子雲の質量は太陽の1000倍から1000万倍、広がりは数百光年に達します。ガスは冷たいため、塊をつくります。塊の一部は衝突したり物質を集めたりして重力が強まり、やがて収縮します。縮むにつれて温度が上がり、自転が速くなって、残ったガスが平たい円盤になります。中心で高温になりながら収縮する部分が原始星です。この段階のエネルギー源は核融合ではなく、収縮そのものです。太陽も約46億年前にこうして生まれ、周りの円盤が惑星になりました。

中心が数百万度になると、水素の核融合が始まります。エネルギーによる外向きの力が収縮を止め、星は一生で最も長い主系列の段階に入ります。進化の速さは質量で決まります。NASAの説明では、大質量の星は自分自身を支えるために燃料を速く消費する必要があり、明るく輝きますが短命です。低質量の星は暗く低温で、長く燃料を使い続けます。太陽の主系列での寿命は合計約100億年で、まだ半分には少し届いていません。

水素を使い果たすと

中心の水素が尽きると、そこでの核融合が止まり、一時的に重力が勝ります。中心は縮んで高温になり、その周囲の殻で水素の核融合が始まります。増えたエネルギーで外層が大きく膨らんで冷え、赤色巨星になります。NASAによると、実際の色は赤というよりオレンジ色に見えます。太陽では約50億年後にこの段階が始まります。NASAは、太陽が水星と金星をのみ込み、地球をのみ込む可能性もあるほど大きくなるとしています。直径が太陽の約25倍のアルクトゥルスで、現在この段階の姿が見られます。

赤色巨星は不安定になって脈動し、膨らんでは大気の一部を放出します。やがて外層はすべて流れ去り、広がりながら光る殻、惑星状星雲になります。この名前は、小さな望遠鏡で丸い殻を見ると惑星に少し似ていたことに由来します。惑星とは関係がありません。NASAは、みずがめ座の650光年先にある、らせん星雲を例に挙げています。中央に残るのは、むき出しになった恒星の中心部です。

白色矮星になる

この中心部が白色矮星です。NASAの表現では、通常は地球ほどの大きさなのに、質量はその数十万倍もあります。新たな熱をつくらないため、数十億年かけてゆっくり冷え、青白色から赤色へと変わります。近くにある例がシリウスBです。モデルで白色矮星の隣に同じ縮尺の地球を置くと、地球のほうが少し大きくなります。質量が太陽の約8倍未満の恒星は、このような最期を迎えます。恒星の大半がこれに当たります。