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褐色矮星とは?

かっしょくわいせい

褐色矮星とは、恒星惑星中間に位置する天体で、核融合反応を維持できないほど質量が小さい星のことです。

褐色矮星(かっしょくわいせい、brown dwarf)とは、質量が通常の恒星主系列星)よりも小さく、木星などの惑星よりも大きい、中間的な性質を持つ天体です。質量はおおよそ木星質量の13〜80倍程度とされています。

通常の恒星は重力収縮によって中心部の温度と圧力が十分に高まり、水素の核融合反応を持続的に起こして輝き続けます。しかし褐色矮星は質量が不足しているため、水素の核融合を安定して維持できません。形成直後はごくわずかにデューテリウム(重水素)の核融合が起きますが、すぐに燃え尽き、その後はゆっくりと冷えて暗くなっていきます。

褐色矮星の特徴としては以下が挙げられます。

  • 表面温度は約700〜2200K程度で、通常の恒星よりはるかに低温
  • 可視光ではほとんど光らず、主に赤外線を放射する
  • 大気中にメタン・水蒸気・砂塵などが存在することがある
  • 年齢を経るほど冷えていくため、同じ質量でも若い天体と老いた天体で性質が大きく異なる

褐色矮星の存在は理論的に予測されていましたが、初めての確実な発見は1990年代のことです。現在は赤外線観測の進歩により多数が発見されており、恒星形成の過程や宇宙の暗黒物質(ダークマター)候補としても研究されています。「第二の太陽系」のような系を持つ例も発見されており、惑星科学との境界領域にある興味深い天体です。

使い方・例文

褐色矮星は暗すぎて光学望遠鏡では見えにくく、主に赤外線望遠鏡で観測されます。スペース望遠鏡による全天サーベイで多数の褐色矮星が太陽近傍にも存在することが明らかになっています。

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