白色矮星とは何ですか？ | Astronomy Essentials
拡大表示。 |こと座の環状星雲（M57）は、私たちの太陽のような星の最終段階を示しています。この星雲の中央にある白い点は白色矮星です。かつて星を構成していたガスの後退する雲を照らしています。色は、水素、ヘリウム、酸素などのさまざまな元素を識別します。ハッブルヘリテージチーム（AURA / STScI / NASA）による画像。
白色矮星は、長く死んだ星の熱くて密度の高い残骸です。それらは、星がその燃料供給を使い果たして、その大量のガスと塵を宇宙に吹き飛ばした後に残された恒星の核です。これらのエキゾチックなオブジェクトは、私たちの太陽を含む宇宙のほとんどの星の進化の最終段階を示し、宇宙の歴史をより深く理解するための道を照らします。
単一の白色矮星にはおおよそ私たちの太陽の質量が含まれています私たちの惑星よりも大きくないボリュームで。サイズが小さいため、白色矮星を見つけるのは困難です。白色矮星は肉眼では見ることができません。
白色矮星が生成する光は、星の核発電所として数十億年を費やした後に蓄積された膨大な量のエネルギーのゆっくりとした着実な放出から来ています。
白色矮星は、星がシャットダウンしたときに生まれます。星はその生涯のほとんどを重力と外向きのガス圧の間の不安定なバランスで過ごします。恒星の核を押し下げる数十億トンのガスの重さは、核融合に点火するのに十分な密度と温度を駆動します。水素原子核が融合してヘリウムを形成します。熱核エネルギーの安定した放出は、星がそれ自体で崩壊するのを防ぎます。
星がその中心の水素を使い果たすと、星はヘリウムを炭素と酸素に融合することに移行します。水素核融合はコアを取り巻くシェルに移動します。星は膨らみ、赤色巨星になります。ほとんどの星（私たちの太陽を含む）にとって、これは終わりの始まりです。星が拡大し、恒星風がますます猛烈な速度で吹くと、星の外層は絶え間ない重力から逃れます。
赤色巨星が蒸発すると、その中心が残ります。露出したコアは、新しく生まれた白色矮星です。
空で最も明るい星のハッブル宇宙望遠鏡の画像シリウス（中央）とそのかすかな白色矮星の仲間、シリウスB（左下）。 NASA / ESA / H.ボンド（STScI）/ M.バーストウ（レスター大学）による画像。
白色矮星は、ヘリウム、炭素、酸素の核が泳ぐエキゾチックなシチューで構成されています非常にエネルギーの高い電子の海で。電子の結合された圧力が白色矮星を支え、中性子星やブラックホールのようなさらに見知らぬ実体に向かってさらに崩壊するのを防ぎます。
幼児の白色矮星は信じられないほど熱く、周囲の空間を輝きます。紫外線およびX線の。この放射の一部は、現在死んでいる星の範囲を離れたガスの流出によって遮られます。ガスは、惑星状星雲と呼ばれる色の虹で蛍光を発することによって応答します。これらの星雲は、ライラ・ザ・ハープ星座の環状星雲のように、太陽の未来を垣間見ることができます。
白色矮星は、その前に長く静かな未来を持っています。閉じ込められた熱が滴り落ちると、ゆっくりと冷えて暗くなります。最終的に、それは宇宙に目に見えない形で浮かぶ不活性な炭素と酸素の塊、つまり黒色矮星になります。しかし、宇宙は黒色矮星が形成されるのに十分なほど古くはありません。初期の世代の星で生まれた最初の白色矮星は、140億年後もまだ冷えています。摂氏4,000度（華氏7,000度）前後の温度で、私たちが知っている最もクールな白色矮星も、宇宙で最も古い遺物の一部である可能性があります。
しかし、すべての白色矮星が静かに夜に入るわけではありません。他の星を周回する白色矮星は、爆発性の高い現象を引き起こします。白色矮星は、仲間からガスを吸い上げることから始めます。水素はガス状の橋を渡って移動し、白色矮星の表面にこぼれます。水素が蓄積すると、その温度と密度が引火点に達し、新しく獲得した燃料の殻全体が激しく融合して、途方もない量のエネルギーを放出します。新星と呼ばれるこの閃光により、白色矮星は50,000の太陽の輝きで一時的にフレアし、その後ゆっくりとフェードバックして不明瞭になります。
白色矮星がバイナリコンパニオンからガスを吸い上げて材料のディスクにしたアーティストの表現。盗まれたガスは円盤を渦巻いて、最終的に白色矮星の表面に衝突します。 STScIによる画像。
ただし、ガスが十分に速く集まると、白色矮星全体が臨界点を超えてしまう可能性があります。核融合の薄い殻ではなく、星全体が突然生き返ることができます。規制されていない、エネルギーの激しい放出は白色矮星を爆発させます。恒星の核全体は、宇宙で最もエネルギッシュなイベントの1つである1a型超新星で消滅します。白色矮星は1秒で、100億年の寿命全体で太陽と同じ量のエネルギーを放出します。数週間から数か月の間、銀河全体を凌駕することさえあります。
SN1572はティコ・ブラーエが430年前に観測した、地球から9,000光年離れたタイプ1a超新星。このX線と赤外線の合成画像は、その爆発の残骸を示しています。ガスの殻が拡大し、約9,000 km /秒（2,000万マイル/時以上）で移動しています。 NASA / MPIA / Calar Alto Observatory / Oliver Krause etal。による画像
このような輝きにより、Ia型超新星が宇宙全体から見えるようになります。天文学者はそれらを「標準的なろうそく」として使用して、宇宙の最も遠い範囲までの距離を測定します。遠方の銀河で白色矮星が爆発するのを観察した結果、2011年のノーベル物理学賞を獲得したことが発見されました。時間と空間の性質に関する私たちの最も基本的な仮定に命を吹き込みました。
白色矮星（星が燃料供給を使い果たした後に残されたコア）は、すべての銀河に散らばっています。恒星の墓地のように、それらは、生きて死んだほぼすべての星の墓石です。新しい原子が鍛造された恒星炉の場所になると、これらの古代の星は、宇宙の進化の理解を覆す天文学者の道具として再利用されました。
結論：白色矮星は死んだ星の残骸です。白色矮星は、星が燃料供給を使い果たしてガスを宇宙に吹き込んだ後に残された高密度の恒星コアです。
クリス・クロケットは博士号を取得しました。 2011年にカリフォルニア大学ロサンゼルス校で天文学を学び、ローウェル天文台と米国海軍天文台で働きました。それから彼は、実際に天文学について話すよりも、天文学について話すことを楽しんでいることに気づきました。 2013年に米国科学振興協会からマスメディアフェローシップを授与された後、彼は夏にScientific Americanの執筆を行い、2014年から2017年までScienceNewsのスタッフ天文学ライターになりました。最近はフリーランスです。 、天文学、惑星科学、および物理学についての話に焦点を当てています。彼の作品は、Science News、Scientific American、Smithsonian Magazine、Knowable、Sky & Telescope、およびAmerican PhysicalSocietyのオンラインマガジンPhysicsに掲載されています。