リサーチ１１５

質問
赤色矮星と褐色矮星のちがいや、それぞれの最も小さい・でかい星を教えて下さい。ぐぐってもなんかよくわからなかったので・・・。

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赤色矮星と褐色矮星の最大の違いは、「中心部で水素原子核の核融合反応が発生しているかどうか」です。宇宙空間でガスが集まっていって星が形成されますが、ガスが収縮して行くにつれて星の内部の温度は上昇して行きます。太陽の8%程度の質量があれば、中心部の温度が水素原子核が核融合反応を起こす程に温度が高くなるので、収縮して行くうちに内部で核融合反応が始まります。一度核融合反応が始まると、その後長期間にわたって(赤色巨星の場合は数百億年以上)核融合を起こして自ら輝き続けます。赤色矮星は、太陽と同じ「恒星」の一種です。一方、質量が太陽の8%程度より軽いと、収縮しても中心の温度が十分に上がりません。そのため、水素原子核の核融合反応を起こす事はできません。重水素の核融合反応は水素よりも簡単に起きるので、重水素の核融合反応は起きますが、重水素自体が少ないのですぐに核融合は終了し、後はゆっくりと赤外線を放出して冷えて行くだけになります。褐色矮星は「恒星」ではありません。それぞれの最大・最小の星はよく分かっていません。観測が難しい事や、質量が詳細に決定出来ない場合は多いのが原因です。質量が太陽の8%を越えると赤色矮星として輝けるので、赤色矮星の質量の下限値は太陽の8%程度となります。赤色矮星の質量の上限値の目安は、太陽の50%程度です。赤色矮星と、それより大きい恒星には本質的な違いは無いので、境界は曖昧です。また同様に、褐色矮星の理論的な質量の上限値は太陽の8%程度です。質量が木星の13倍より小さいと、重水素の核融合反応も起こす事ができません。そのため、褐色矮星の理論的な質量の下限値は木星の13倍になります。

質問
ダークマターはどうして太陽系の中で発見されなかったのでしょうか？１銀河の中で偏在している。２赤色矮星などの状態なので銀河の中で偏在はしてないが太陽系にはない。どちらですか、ほかの理由は言われてますか？

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太陽系程度のスケールでは影響を及ぼさないほどの希薄さで、目に見える銀河系の大きさをはるかに超える範囲を包んでいるから。ダークマターは、赤色矮星やら褐色矮星やらの、通常の物質だけでは説明できないことがわかってます。偏在してるんじゃなくて、銀河系のなかはダークマターの粒子が等方的に飛び交ってると考えられてます。補足太陽系のなかで検知出来ないのはやっぱり薄いからだと思います。ダークマターが未知の中性粒子でそれが均等に存在するとしたら、太陽系の範囲を1光年くらいとした場合、太陽系の中に含まれるダークマターは合わせて木星くらいの質量になるようです。それが単体で固まって回ってるなら検知出来そうだけど、木星質量とはいえすりつぶして1光年の球の中にばらまいたら、いくら精密に軌道測定しても検知出来ないんじゃないでしょうか。あと、銀河中心部はダークマターも密度が濃くなるようだから、確かに全体にわたって均一ではないですね。しかし、電磁気的な作用をしないから、運動量のやりとりが重力と弱い力くらいだから、どこかの段階でランダム運動と重力がバランスしてしまうとそれ以上小さくなれないはずです。銀河のハロー部分の星みたいな感じです。

質問
恒星のなれの果てウィキペディアで調べましたが、中二の脳では回線がショートして頭が痛くなります。以下の項目について解説をお願いします赤色矮星褐色矮星黒色矮星白色矮星中性子星ブラックホールお願いします

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■恒星■＝主系列星（現在恒星として活発に活動している星）赤色矮星・・・太陽よりも質量が小さく、恒星の中で最も質量の少ない範囲の星。表面の温度は恒星にしては低く、発生するエネルギー量が少ないため寿命が非常に長い。数百億年くらいと言われている。■恒星になれなかった星■＝恒星と同じように生まれたが質量が足らず恒星のエネルギー源である核融合を起こすに至らなかった星褐色矮星・・・赤色矮星よりも質量が小さく、恒星の光の基である水素やヘリウムの核融合を起こす質量を持たない星。その初期に重水素の核融合は少し起こるがあとは冷えていくだけの為に恒星のように光は発しない。木星のようなガス惑星との違いは重水素の核融合を起こす質量を持つかどうかと、その誕生が恒星と同じように誕生したかどうかの違いである。質量は木星の数十倍以上。■恒星のなれの果て■＝高密度天体（恒星としての活動を止めエネルギーから生まれる膨張力を失った結果、その重力により圧縮されコンパクトになった天体）白色矮星・・・太陽程度の質量以下の恒星が恒星としての活動を終了した後になる天体。重力により強く圧縮されその体積は小さいが、質量は元の質量に近い結果密度が高い。恒星であったときの残熱を持っているため比較的温度が高いがやがて冷えていき黒色矮星になると考えられる。時に他の天体からガスを奪い質量を増して一定以上の質量になると爆発を起こし超新星になることがある。黒色矮星・・・白色矮星が残熱を数十～数百億年かけて放出し冷えて目立たなくなった天体。宇宙の歴史がまだ浅いため黒色矮星になった天体はまだ存在しないと考えられている。中世子星・・・白色矮星が支えられる質量には一定の限界が有り、その限界以上の質量の天体は白色矮星にはならず、さらに大きく圧縮された中性子星になる。その密度はコンパクト天体である白色矮星をさらに１０億倍ほど圧縮した程度となる。恒星が終末に爆発を起こし超新星になり、後に残った芯の部分の質量が一定以上の場合中性子星になると考えられている。もともとの天体は自転しているが小さくなってもその運動量を持つため、結果的に超高速で自転している中性子星も存在する。そのような中世子星は強いX線を発し特にパルサーと呼ばれる。ブラックホール・・・中世子星が支えられる質量には一定の限界があり、その限界以上の質量の天体は中性子星にはならず、重力の為崩壊し中心に向かって圧縮されていく。この圧縮を支えられる力が存在しないため天体はどこまでも中心に向かって圧縮し、ブラックホールとなる。中心点に全ての質量が集まった結果、近づいた際の重力がとても強くなり光さえも抜け出せない領域が出来る。光で観測出来ないためその中央付近の領域は黒い穴のように見えると考えられるところからこの名が付いた。しかし実際は黒い穴のところに何かがあるわけではなく、単に中央に強く圧縮された天体である。なお、近づくと重力はとても強いが離れたところに作用する重力は、同じ質量の恒星などと全く同等である。恒星の週末に爆発を起こし超新星になった後に残った芯の部分から出来ると考えられる。なお、このブラックホールは銀河の中心にも特大のものがあると考えられ、星ぼしが銀河として安定してまとまっていられるのに役立っている可能性がある。

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グリーゼ581のような赤色矮星は見つけるのが難しいのですか？実際は銀河系に予想よりももっとたくさんあるんですか？

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恒星は、質量が小さいものほど宇宙にたくさん存在するらしいことが分かっています。そのため、太陽サイズの恒星よりも、太陽より小さい恒星の方が多く、さらにそれよりも小さい赤色矮星のほうがずっと多いです。しかし赤色矮星は質量が軽くて小さい分、核融合のスピードが太陽などに比べて遥かにゆっくりなため、暗くて見つけにくいのです。太陽系に一番近い恒星はプロキシマ・ケンタウリという恒星(赤色矮星)ですが、一番近い場所にあるにもかかわらず肉眼で見ることはできません。

質問
暇だったら答えてください。宇宙にある恒星の種類は赤色矮星と青色矮星どっちが好きですか？ちなみに僕は青色矮星です。くだらない質問してすみません

ベストアンサー
私もkamiizumiisenokaminobutunadaさん同様「青色矮星？何じゃそりゃ？」と思った口なんですが、検索してみたら理論上は存在しえるんですね～。ひとつ勉強になりました。ただ、赤色矮星の寿命の終わりに変化するということだから、実際には存在し得ないんですよね。なんとなく美しそうなイメージが感じられますから、残念ですけど。