🌠地学㉖：恒星の誕生と進化

🌌 単元の概要

恒星は不変ではなく、誕生 → 主系列 → 巨星化 → 最期という進化をたどる。

進化の形は、初期の質量によって決定され、白色矮星・中性子星・ブラックホールなど異なる最期を迎える。

☁️1. 恒星の誕生 〜星間雲から主系列星へ〜

🌫 星間物質と星間雲

• 星間空間には、水素・ヘリウム・微量の塵が漂っている（星間物質）
• それが集まってできた巨大なガスのかたまりを「星間雲（分子雲）」と呼ぶ
• 例：オリオン大星雲、馬頭星雲

🌪 収縮と原始星の形成

• 星間雲が超新星爆発や衝撃波などをきっかけに重力収縮を始める
• 中心部が高温高密度となり、原始星が誕生

☀️ 主系列星の誕生

• 中心温度が1,000万Kを超えると、水素の核融合反応（陽子-陽子連鎖反応など）が始まる
• 内部の熱圧力と重力が釣り合った状態になり、主系列星（安定期）となる

🔥2. 主系列星での一生

• 恒星の質量により寿命が決まる

* 太陽程度：主系列星として約100億年

* 大質量星：わずか数百万年（短命）

* 低質量星：数千億年以上（長寿命）

📘主系列星では主に水素→ヘリウムの核融合反応が進行

💥3. 主系列後の進化

🌟①太陽程度の恒星（中小質量星：0.08～8 M☉）

1. ヘリウム核が生成され、水素殻が燃焼し外層が膨張 → 赤色巨星に進化

2. 中心でヘリウム核融合（He → C）

3. 外層が星間空間に放出 → 惑星状星雲

4. 中心核が白色矮星として残る（炭素・酸素が主成分、核融合は終了）

🧊 白色矮星：非常に高密度・高温・地球サイズ、徐々に冷えて暗くなる

🌠②大質量星（8 M☉以上）

1. 短期間で多段階の核融合反応

* H → He → C → O → Ne → … → Fe（鉄）まで進行

2. 鉄は核融合でエネルギーを放出できないため、中心核が重力崩壊

3. 外層が爆発的に吹き飛び、超新星爆発を起こす

💥超新星（type II）：極めて明るく輝き、重元素を宇宙にまき散らす

4. 最終的に中心には以下のいずれかが残る：

🌟4. 恒星の進化のまとめ図（模式）

星間雲

↓（収縮）

原始星

↓（核融合開始）

主系列星（H→He）

↓

赤色巨星（He融合） ─→ 白色矮星（小質量）

↓

超新星爆発（大質量）

├→ 中性子星

└→ ブラックホール

🔁5. 恒星進化と宇宙の元素循環

• 超新星爆発は炭素・酸素・鉄などの重元素を宇宙へ放出
• それらが次世代の恒星や惑星・生命の材料となる
• 恒星の進化は宇宙の化学進化にも深く関わる

✅受験チェックポイント

📌 恒星誕生のきっかけ（星間雲・重力収縮）

📌 主系列星の特徴とエネルギー源（H核融合）

📌 赤色巨星 → 白色矮星への流れ（太陽型）

📌 超新星爆発の条件とその後の進化

📌 中性子星とブラックホールの違い

📌 恒星進化と宇宙の重元素生成の関係