ビデオ

転写

宇宙で一番大きい星はどれだろう

なぜ大きいのか

そもそも星とは？

【星になりたがるもの】

まずは地球を見せておこう

何かを学ぶというより スケール感をなんとなく掴むために

星としての性質を持つ最小のものは 大きなガス惑星、または準褐色矮星だ

太陽系で最も重い惑星である 木星のように

地球の11倍の大きさと317倍の質量を持ち

概ね太陽と同じもので構成されるが 量的にはずっとずっと少ない

星とみなされるのは褐色矮星からで

星としては失敗作で 母親をガッカリさせる

褐色矮星は木星の13～90倍の質量を持つ

もし90個の木星を投げて衝突させても

見ている分には面白いが 星を作るには不十分だ

面白いことに、褐色矮星に大量の質量を加えても さほど大きくならず、高密度になるだけだ

こうして核内の圧力が高まり、 核融合反応がゆっくりと生じ、少々輝く

褐色矮星は、輝くガス惑星の類で 他の分類にうまく当てはまらないのだ

でも今回は星の話がしたいので 星の失敗作は放置して先に進もう

【主系列星】

大きなガス球の質量が閾値を超えると 核は発火可能な温度と密度に達する

核内で水素がヘリウムに融合し 膨大なエネルギーが放出される

このような星を主系列星と呼び

質量が大きいほど より熱く、明るく、短命になる

水素の燃焼段階が終わると 元の数十万倍まで大きくなる

しかし巨大な段階は 寿命のほんの一部にすぎない

このように星のサイズは寿命に応じて激変する

この事実は動画の意義を損なわないが、 赤子と大人を比較していることは念頭に置いておこう

さて、話を戻そう

最小の星は赤色矮性だ

木星の約100倍の質量で 何とか水素とヘリウムの融合が出来る程度だ

質量が大きくないため

小さく、温度も低く、輝き方も暗い

主系列星では唯一、星の最期に巨大化せず 消えていくタイプの星だ

赤色矮性は宇宙で最多の星で

燃焼のペースがごく遅いため 燃え尽きるまでに、実に10兆年がかかる

これは現在の宇宙年齢の1000倍にあたる

例えば地球に最も近い星の一つに Barnard’s星があるが

あまりに薄暗く 観測に望遠鏡が必要だ

赤色矮性の動画があるので もっと知りたい人はどうぞ

次の段階は 太陽のような恒星だ

「太陽は太陽系の支配者である」 という表現は不十分で

太陽系の質量の99.86%を占めている

赤色矮性よりはるかに高温で明るく 代わりに寿命は100億年にまで縮んでいる

太陽はBarnard’s星の7倍の質量があり 表面温度は2倍、明るさは300倍もある

さらに大きく！

小さな質量の違いが 主系列星の明るさに大きな違いをもたらす

夜空で最も明るい星、シリウスは 太陽と比較して質量が2倍、半径が1.7倍だが

表面温度は1万℃近く 明るさは25倍にもなる

これほど高温で燃焼するため 寿命は太陽の1/4、25億年にまで短縮される

質量が太陽の10倍に近ければ 表面温度は25000℃に近くなる

ケンタウルス座ベータ星には 巨大な星が２つあり

それぞれが太陽の20000倍の力で輝いている

大きさがたった13倍になるだけで パワーは激増するが

寿命は2000万年にまで縮む

太陽が銀河系を一周する間に こういった青い星が生まれては消えていく

さて、公式がなりたつだろうか

質量が大きいほど、星は巨大になると

知る限りで最も重たい星はR136a1だ

太陽と比べて質量は315倍 明るさは900万倍に近い

しかし、巨大な質量とパワーに関わらず 大きさは太陽の30倍程度にとどまる

この星はあまりに極端で 重力で何とか集まっているだけなので

恒星風によって毎秒321兆トンの物質が 失われている every single second

こういった星は極めて珍しい

星形成のルールから少し逸脱しているからだ

超巨大な星が誕生すると 極めて高温で明るく燃えるので

余分なガスが吹き飛ばされ 重量が増していかない

だからこういう星の質量は 太陽の150倍程度が限界だ

R136a1のような星はおそらく高密度の星形成領域で いくつかの高質量の星が合体したもので

わずか数百万年で核の水素を使い果たす

つまり、希少で短命なのだ

だから、大きな星を作る秘訣は 質量の増加ではない

最大の星を作るには 星を殺す必要がある

【赤色巨星】

主系列星が核の水素を使い果たそうとすると

核が収縮して高温・高密度になり 高温・高速の核融合が始まることで

重力に逆らって外層を膨らませ 巨大化していく

このような星は本当に大きくなる

例えばGacruxは太陽より30％重いだけで 半径が84倍になっており

とはいえ、太陽も寿命が近づくと膨張して さらに大きくなるだろう

現在の半径の200倍だ

この最終段階で 太陽は内惑星を飲み込んでしまう

すでに感銘を受けていそうだが いよいよ宇宙最大の星を紹介しよう

【極超巨星】

極超巨星は宇宙で最も重い星が 巨大化した段階を指す

莫大な表面積をもち 異常な量の光を放射する

あまりに大きく、表面の重力が弱すぎるため 高温の質量を保持しておけず

恒星風で自らの一部を吹き飛ばしている

Pistol星は太陽と比べて質量は25倍だが 半径は300倍で

青く力強い光を放ち そのまま青色極超巨星と呼ばれる

寿命を正確に述べるのは難しいが おそらく数百万年に過ぎないだろう

青色極超巨星よりもさらに大きいのが 黄色極超巨星だ

カシオペア座のRho星がよく研究されていて 数千光年離れていても肉眼で確認できるほど明るい

太陽と比べて質量は40倍、半径が500倍 明るさは500000倍になる

地球とRho星が太陽程度の距離だった場合

地球はRho星の内部にあり あなたは焼け死んでしまう

ただ黄色極超巨星はごく珍しく 15個しか知られていない

つまり、黄色極超巨星は星の拡大・縮小の間の 短期的な中間状態である可能性が高いのだ

知る限り最大の、赤色極超巨星までやってきた

おそらく、理論上の最大でもある

このイカれたコンテストの優勝者は誰だろう

まあ実際のところ私たちには不明だ

赤色極超巨星は極めて明るく、遠くにあるため

わずかな精度不足によっても 大きさの予測範囲が広大になってしまう

加えて太陽系サイズの巨大な天体であり 質量を噴き上げてもいるため、測定が困難だ

科学が進展し、測定機器が改良されていけば どの星が最大かは変わっていくだろう

現時点で最大と考えられている星は

Stevenson2-18だ

太陽の数十倍の質量を持つ主系列星として誕生し 現在までに約半分の質量を失っていると推測される

典型的な赤色極超巨星は 太陽の1500倍ほどの大きさだが

最も大きい概算では 太陽と比べて直径が2150倍で

太陽の約500000倍のパワーで輝いている

Stevenson2-18と比べると 太陽はゴミ粒のようなものだ

人類の脳は このようなスケールを把握できない

光速でも一周するのに 8.7時間かかるのだ

地球最速の飛行機なら500年かかるだろう

太陽の位置に落とすと、土星の軌道までが埋まる

今後さらに質量を減らし さらに高温の極超巨星へと縮小し

核に重元素を蓄積し 最終的に核が崩壊して超新星爆発を起こし

宇宙にガスを還元するだろう

このガスが次世代の 様々なサイズの星を形成していく

星の誕生と死のサイクルが再びまわり 私たちの宇宙を照らし出すのだ

さて、今回の旅路をもう一度たどろう 今度はおしゃべり無しで

宇宙は広大で 巨大なものが多数存在する

もし「大きさ」に関する作品をさらにお望みなら いいニュースです

kurzgesagt初のアプリ 「Universe In A Nutsshell」を創りました

「Wait But Why」のTim Urban氏との共作です

コロナウイルス、細胞、恐竜などの小さなものから 最大の星や銀河、観測可能な宇宙の全てまでを シームレスに旅することができます

各対象について詳しく学ぶことも それぞれのスケール感を楽しむこともできます

このアプリはHuang twinsによるサイト 「Scale Of The Universe」に触発されていて

数年前の公開以来 長時間利用してきました

そしてWait But WhyとKurzgesagtのバージョンを 作るときが来たと感じたのです

アプリストアで購入でき、 アプリ内課金も広告もありません

将来的なアップデートも無料です

初のアプリなので時間をかけて改善したいし 皆さまからのフィードバックをお待ちしています

ご興味があれば「Universe In A Nutshell」をDLし 応援していただけるなら5つ星レビューを

Kurzgesagtの動画と関連プロジェクトの資金源は ほとんどがあなたのような視聴者からのものです

アプリを気に入っていただけたなら またデジタルな作品も作っていきたいと思います

ご視聴ありがとうございました