1: しじみ ★ 2018/05/14(月) 21:13:43.59 ID:CAP_USER
約50億年後に太陽が寿命の終わりを迎えると何が起こるのかは、これまではっきりとは明らかになっていなかったが、どうやら暗い惑星状星雲が形成されるらしいことが最新の研究から示された。
【2018年5月14日 The University of Manchester】

質量が太陽の数倍程度以下の恒星は、一生の最終段階でガスや塵の外層を放出する。
その外層部分が、あとに残った高温の中心核に照らされて輝いて見えるのが惑星状星雲だ。
惑星状星雲のなかには数千万光年彼方にあっても見えるほど明るいものもあるが、これは惑星状星雲になる前の恒星であれば暗すぎて見えないほど遠い距離である。

太陽も、あと約50億年ほどすると一生を終えるとみられている。
その最終段階がどうなるかははっきりとはわかっていないが、太陽は軽すぎるため、見ることができるほど明るい惑星状星雲にはならないと考えられてきた。

ポーランド・ニコラウス・コペルニクス大学のKrzysztof Gesickiさんと英・ジョドレルバンク天文台のAlbert Zijlstraさんたちの研究チームは、恒星のライフサイクルを予測するモデルを新たに開発し、 異なる質量や年齢の恒星から放出された外層の明るさを推測する研究を行った。

このモデルによると、外層を放出した後の星は従来のモデルに比べて3倍も速く温度が上昇するという。
その結果、太陽のような低質量量でも、これまで考えられてきたよりもはるかに容易に明るい惑星状星雲が形成できることが示された。
研究チームの計算によると、太陽の質量は、暗いながらも見ることができる惑星状星雲を作り出す下限近くであり、太陽よりも数パーセント軽い星では、惑星状星雲は見えなくなる。

今回のモデルは、約25年前に発見された観測事実の説明にもつながる。
観測から、様々な銀河に存在する惑星状星雲のうち最も明るいものの本来の明るさはどれも同じであることが知られている。
これは、太陽のような低質量星からも明るい惑星状星雲が作られうることを示しているが、従来のモデルによる理論では、太陽の2倍程度より軽い星から作られる惑星状星雲は暗すぎて見えないと考えられていた。
この矛盾が、今回の新しいモデルで解決できたのだ。

「観測が非常に難しい遠方銀河内の数十億歳の星の存在を調べる方法が見つかっただけでなく、太陽が死ぬと何が起こるのかという疑問の答えも見つけることができました。素晴らしい研究成果です」(Zijlstraさん)

画像:惑星状星雲「Abell 39」。
ヘルクレス座の方向7000光年の距離に位置し、直径は約5光年、殻の部分の厚さは約3分の1光年

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アストロアーツ
うしみつ注:引用此処まで。全文は以下ソース元をご覧ください
http://www.astroarts.co.jp/article/hl/a/9905_planetarynebula
太陽の未来
太陽は超新星爆発を起こすのに十分なほど質量が大きくない。20世紀末 - 21世紀初頭の研究では太陽の主系列段階は約109億年続くとされており、63億年後には中心核で燃料となる水素が使い果たされ、中心核ではなくその周囲で水素の核融合が始まるとされる。その結果、重力により収縮しようとする力と核融合反応により膨張しようとする力のバランスが崩れ、太陽は膨張を開始して赤色巨星の段階に入る。外層は現在の11倍から170倍程度にまで膨張する一方、核融合反応の起きていない中心核は収縮を続ける。この時点で水星と金星は太陽に飲み込まれ、高温のために融解し蒸発するだろうと予想されている。
76億年後には中心核の温度は約3億Kにまで上昇し、ヘリウムの燃焼が始まる。すると太陽は主系列時代のような力のバランスを取り戻し、現在の11 - 19倍程度にまで一旦小さくなる。中心核では水素とヘリウムが2層構造で核融合反応を始める結果、主系列段階よりも多くの水素とヘリウムが消費されるようになる。この安定した時期はおよそ1億年程度続くとされるが、主系列期の109億年に比べれば1パーセントにも満たない。やがて中心核がヘリウムの燃えかすである炭素や酸素で満たされると、水素とヘリウムの2層燃焼が外層部へと移動し、太陽は再び膨張を開始する。最終的に太陽は現在の200倍から800倍にまで巨大化し、膨張した外層は現在の地球軌道近くにまで達すると考えられる。このため、かつては地球も太陽に飲み込まれるか蒸発してしまうと予測されていたが、20世紀末 - 21世紀初頭の研究では赤色巨星段階の初期に起こる質量放出によって重力が弱まり、惑星の公転軌道が外側に移動するため地球が太陽に飲み込まれることはないだろうとされている。ただし、太陽がどうやって膨張し地球がどのような影響を与えるのか正確に予測するのは困難とされる場合もある。
赤色巨星の段階に続いて太陽は脈動変光星へと進化し、これによって外層の物質が放出されて惑星状星雲を作り、10 - 50万年にわたってガスを放出する。その後、太陽は白色矮星となり、何十億年にもわたってゆっくりと冷えていき、123億年後には収縮も止まる。このシナリオは質量の小さな恒星の典型的な一生であり、恒星としての太陽は非常にありふれた星であると言える。


https://ja.wikipedia.org/wiki/太陽