彩恵りり🧚♀️科学ライター✨おしごと募集中:太陽は最終的に白色矮星になると推定されているよ!
恒星が最期にどうなるのかという運命は、主に3つに分類されるよ。それが白色矮星、中性子星、ブラックホールで、これらは元の恒星と比較して極めて小さいことからコンパクト星と呼ばれるよ。
本来物質の塊は、何の力もなければ自分自身の重力で潰れようとするよ。惑星くらいの天体だったら、重力より桁違いに強い電磁気力が逆らっているのでそんな現象は半永久的に起きないけど、恒星ほどのサイズの天体になれば無視できなくなるよ。恒星が恒星として輝いている時は、核融合反応によるエネルギーが重力に対抗する力となるけど、核融合の燃料となる元素が不足すると、中心核から潰れてしまうよ。
白色矮星は、重力で潰れだした中心核が重力に抵抗した最初の物質の形態だよ。だからこそ太陽くらい軽い恒星だと、その運命が白色矮星であると言われるんだよ。原子の外側にある電子は、入る席に限界があり、限界に詰まっている中でそれ以上の電子を押し込むことはできないよ。電子が原子核の近くに押し込まれることで原子全体は小さくなるけど、電子が限界まで押し込まれることで重力に対抗する力である「電子の縮退圧」が生まれ、重力に抵抗するようになるよ。だから白色矮星は、平均密度が1t/cm³という高密度になるんだよ!
ちなみに、白色矮星は元々は恒星の中心核なので、最初は高温で光り輝いているよ。ただ、自らエネルギーを生み出す手段を持っておらず、いわば余熱で輝いているにすぎないから、段々と冷めていくよ。その先の運命は何とも言えないものの、理論的には熱を放出しきってしまうよ。この状態まで進化した天体は黒色矮星と呼ばれるよ。どのくらいの期間で黒色矮星となるのかははっきりと分かっていないよ。現在の推定では、宇宙の温度より2度ほど高いだけの5K
(-268℃) に冷え切るには1000兆年ほどかかり、暗黒物質を構成する粒子の種類によっては10𥝱年 (1000兆年のさらに10億倍!)
に伸びると言われているよ。宇宙は誕生してわずか138億年なので、例え宇宙誕生と同時に存在した白色矮星があったとしても、冷え切るほどの時間が全く経っていないと言えるから、黒色矮星と言えるほど冷え切った白色矮星はまだ存在しないと言えるよ。