星の色を測る

天文学では、星の色はその星を物語る。星の色を測定することで、天文学者は何十万キロも離れた場所からでも、その星の温度、年齢、組成について計り知れない洞察を得ることができる。星の波長を測定することで、その星の元素構成や主成分を知ることができる。

天体分光測光とは何か？

分光光度法とは、試料の電磁波を測定し、色、化学組成、年齢などの情報を決定するプロセスを指す。星に含まれるすべての元素は固有の波長の電磁放射を放つため、分光光度法では星に含まれる水素、ヘリウム、微量元素の割合を調べることができる。天文分光測光では、プランク曲線を用いて星のピーク波長を調べ、地球からは判断できない構成要素を理解する。

星は核融合によって動いているため、その一生を通じて安定した動的平衡を保ち、そのライフサイクルの位置を色で表示する。この均一な時間と色のサイクルにより、星の年齢を色相で判断することができる。すべての星は色スペクトルのピーク波長により白色に見えるが、多くの星は青、黄、赤、緑である。以下の星の色は、ケルビン単位で表示された熱量に対応している： 

• 青い星： 10,000～50,000K。
• 黄色い星： 5,500 K
• 真っ赤な星： 3,500 K
• 暗い赤色の星： 2,500 K

星の色は恒星の進化について何を教えてくれるのか？

それぞれの星は、一生のうちに恒星進化を遂げる。つまり、年をとるにつれて、温度、大きさ、色が変化する。星雲が恒星になった後、黄色の低質量星か中質量星、あるいは白色の高質量星になる順序を経る。黄色の低・中質量星はその後、赤色巨星になり、惑星状星雲に変化して白色矮星になる。

惑星状星雲の段階では、多くの星が青緑色になる。大質量星は白色主系列から赤色超巨星に成長し、その後超新星になり、ブラックホールになる。 

多くの恒星は、赤色巨星や超巨星の段階を経験する前に、主系列に6兆年から12兆年とどまる。しかし、他の超巨星は水素を使い果たしたために燃焼が速くなり、赤色超巨星の代わりに巨大な超新星や星雲になることもある。恒星の進化は常に同じ道を進むとは限らないが、それでも恒星の色から、その恒星の熱のレベルや進化の段階を知ることができる。

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