DS930810のブログ

筆者は自然や自然現象に関心が相当あるので自然に関する記事(天文, 地理, 生物)を書いていきたいと思います。かつては1日2記事を適当な時間に投稿していましたが今のところは午後6時に1記事投稿する形にしています。

熱く巨大な青色超巨星 しかし熱いけれども高齢である

昨日はM型主系列星について書いたが今回は青色超巨星について書いて行きたいと思う。

青色超巨星は巨大な直径を持っている上に表面温度も高い恒星であり、青色超巨星の中には赤色巨星よりも巨大なものも存在する。

では、ここからは青色超巨星について語っていきたいと思う。

 

1. 青色超巨星とは

青色超巨星とはスペクトル型が高温のO, B型であるかつ超巨星であるⅠを示すものであり、B4Ⅰa, O9Ⅰb, B3Ⅰb等の恒星は超巨星である。

また、青色超巨星と書くと赤色超巨星の若いバージョンや青色巨星の巨大なバージョンのように聞こえるが実際には上記のようにスペクトル型から判断しているので必ずしもそのようにはならない。

例えばケンタウルス座β星のハダルは青色巨星であり、スペクトル型はB1ⅢとB型の中でも高温の部類に入っており、絶対等級も可視光だけでマイナス4.8等もあり、総合的なエネルギー量だと更に上回るがスペクトル型がⅢであるので超巨星では無い。

そして、ペルセウス座ζ星という恒星のスペクトル型はBⅠbであり、こちらはれっきとした超巨星ではあるが絶対等級はマイナス3.96等程度とハダルよりも暗く、表面温度も同等であるので総合的なエネルギー量でもハダルの量を下回っている。

このようにペルセウス座ζ星は超巨星ではあるものの明るさではハダルの量を下回っており、必ずしも青色超巨星が青色巨星の明るさを上回っているわけではない。

けれどもこれはあくまで例外であり、大半の青色超巨星のエネルギー量は青色巨星の量を上回っている。

また、青色超巨星は高齢化すると赤色超巨星になるものもあるが質量が過剰になると赤色超巨星から黄色極超巨星の段階に移行したり、更に質量が大きいものとなると外層部を吹き飛ばし、中心の高温部分だけがむき出しになったウォルフ・ライエ星になったり高光度青色変光星と言う高温の恒星のまま極超新星を起こし、ブラックホールと化したりもする。

つまり、質量が非常に大きい青色超巨星は赤色超巨星になることは無く、さらに高温な青色超巨星となって一生を終えるのである。

 

ここまでは青色超巨星についての大雑把な説明を書いたがここからは青色超巨星の種類について書いて行きたいと思う。

 

 

 

2. 青色超巨星の例

一概に青色超巨星と言っても質量は様々であり、小さいものから太陽の百倍を超えるものさえもある。

しかし、最も軽量な青色超巨星でも太陽の10倍以上の質量があり、実質青色超巨星は全て超新星爆発を起こすと考えられる。

また、青色超巨星は元々そのような状態ではなく、スペクトル型が早期のB型やO型の主系列星から進化したものであり、B型の主系列星から進化したものはあまり強くないがO型の主系列星から進化したものは非常に強烈な光を放つこととなる。

では、初めにあまり強くない青色超巨星について書きたいと思う。

 

2.1 普通の青色超巨星 (BⅠb)

普通の青色超巨星はスペクトル型が普通の超巨星であるⅠbを示したものであり、B1, B0当たりの主系列星から進化したものである。

このタイプの青色超巨星のスペクトル型はBであり、その理由は単純に主系列星が巨星と化す時には表面温度が下がるからで、スペクトル型がBの主系列星がより高温のO型になることは無いからである。

そして、この恒星の例として挙げられるものとしては先ほど紹介したペルセウス座ζ星があり、他にもほ座φ星(B5Ⅰb, 絶対等級マイナス4.92等)などが挙げられる。

これらの恒星の絶対等級は強いことには強いものの段階がより低い青色輝巨星(Ⅱ型)の絶対等級とそこまで大きな差がなく、あまり超巨星と言えるほどの明るさはない。

では、より強い青色超巨星ともなると...

 

2.2 強大な青色超巨星(BⅠa, OⅠa, OⅠb)

先ほど書いた青色超巨星はそこまで質量が大きくなく、多くても質量は15倍程度であるがスペクトル型がⅠaの青色超巨星ともなると話が変わってくる。

スペクトル型がⅠaの恒星は絶対等級がより強い超巨星のことであり、筆者は高光度超巨星と呼んでいる。

これらの高光度超巨星である青色超巨星はO型主系列星から進化したものであり、絶対等級はマイナス6を超えることもそこまで珍しくもない。

また、O型主系列星から進化し、準巨星を終えたばかりの恒星はより高温なO型超巨星となり、そしてこれらの超巨星は非常に珍しく、オリオン座ζ星アルニタクやきりん座α星、とも座ζ星、ほ座γ星程度しか見られない。

これらの恒星は当然ではあるが全てO型主系列星から進化したものであり、例えスペクトル型が普通の超巨星であるⅠbタイプでも光度は極めて大きいものとなっている。

そして、きりん座α星は銀河系の中でも屈指の明るさを有する天体であり、表面温度が30,000 Kを超え、可視光領域にはほとんど観測さえないにもかかわらず可視光の絶対等級でさえマイナス7を驚愕しているほどである(マイナス7.16等、総エネルギーだとマイナス9をも超える)。

この恒星のスペクトル型はO9Ⅰaであり、質量は太陽の30倍以上もあるので近い将来、極超新星爆発を起こし、ブラックホールと化すと考えられる。

 

ここまではO型超巨星について書いたが今度は青色超巨星の大半を占めるB型超巨星について書いて行きたいと思う。

B型高光度超巨星(BⅠa)は非常に明るい恒星であり、代表的なものにはリゲルが挙げられ、リゲルは全天21星の中で唯一の青色超巨星であると同時に最大の絶対等級を誇る。

他には同じオリオン座のアルニラム(ε星, 1.70等)、おおいぬ座η星アルドラ(2.45等)、おおいぬ座ο2星(3.02等)、しし座ρ星(3.84等)があり、これらの恒星の絶対等級は可視光だけでもマイナス6.4等を超えるほどである。

特にアルニラムとしし座ρ星の絶対等級は先ほど書いたきりん座α星に匹敵するほどであり、表面温度が25,000 Kほどもあるにもかかわらず可視光だけで絶対等級がマイナス7.2等を超えているほどである。

 

また、これら以外にもBⅠa型の恒星は意外なほど多くあり、特にアルゴ座(りゅうこつ座、ほ座)に多くあり、肉眼で観測できる中でもりゅうこつ座にはHD 92964 (B2), HD 94367 (B9), HD 96919(B9)、ほ座にはHD 74371 (B5), HD 75149 (B3), HD 79186 (B5)等が存在する。

これらの恒星は可視光だけでもマイナス5.8等を超えているほどでBⅠa型の恒星の明るさが相当なものであるとうかがえる。

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太陽は小さすぎるので背景は黒塗りである。

左から太陽, アルデバラン, リゲルであり、リゲルは表面温度が高いのにもかかわらず直径がアルデバランを軽々と上回っている。

 

そして、更に明るいものとしては青色極超巨星があり、青色極超巨星は高光度青色変光星(LBV)とウォルフ・ライエ星(WR星)のみが属しており、太陽の100倍以上の質量のものさえも含まれている。

 

ちなみに青色超巨星の表面温度は高く、一見見ると若いようにも見えるが主系列星から進化したものであるので年齢自体は若くはなく、かなり年を取った恒星である。

この点では表面温度が低いのにもかかわらず若いM型主系列星とは対照的とも言える。 

 

 

 

以上、青色超巨星についてでした。