白色矮星（はくしょくわいせい）

概要

白色矮星は、主系列星であった星が進化の最終段階に達した天体です。太陽程度の質量を持つ星は、核融合燃料を使い果たした後、外層を放出して惑星状星雲となり、中心に残された核が白色矮星となります。

構造と性質

白色矮星は、非常に高密度であり、その体積は地球程度の大きさでありながら、太陽の質量に近い質量を持っています。この高密度は、電子縮退圧と呼ばれる量子力学的な効果によって支えられています。白色矮星の表面温度は非常に高く、数万ケルビンに達するものもありますが、エネルギーを放射し続けることで徐々に冷却されていきます。

進化過程

白色矮星は、核融合反応を行わないため、自力でエネルギーを生成することはできません。しかし、過去の核融合反応で蓄積された熱エネルギーをゆっくりと放出して冷却していきます。冷却が進むにつれて、白色矮星は赤色矮星、そして最終的には黒色矮星になると考えられています。ただし、宇宙の年齢が有限であるため、黒色矮星はまだ観測されていません。

チャンドラセカール限界

白色矮星の質量には上限があり、チャンドラセカール限界と呼ばれる約1.4太陽質量の質量を超えると、電子縮退圧では重力崩壊を防ぐことができなくなります。この場合、白色矮星は超新星爆発を起こし、中性子星またはブラックホールへと進化します。

観測例

地球に最も近い白色矮星は、ケンタウルス座α星Bです。また、シリウス連星系のシリウスBも白色矮星として知られています。これらの白色矮星は、分光観測や光度測定によってその性質が研究されています。