探索 |夜空で最も明るい星、そして宇宙で最も明るい星

古代の詩人たちの著作では、星には豊かな象徴的な意味が与えられていました。 「夜は空に溢れる水のようで、アルタイルとベガの星が目に映っている」「彫刻された船首はシリウスに向かって射る満月のようだ」など。この 2 行の詩には、アルタイル、ベガ、シリウスという 3 つの明るい星が言及されています。牛飼いと織女の伝説は​​誰もが知っていますが、その物語は毎年中国のバレンタインデーに語られます。シリウスは古代から戦争や侵略を象徴する邪悪な星とみなされてきました。今日は、この二つの星の謎と魅力を深く探り、古代人が語った星の魅力を感じてみましょう。

夏の大三角

▏ベガとシリウスを見つけるには？

秋の夜空はきらめく星でいっぱいで、東では木星が明るく輝いています。最も明るい星なので、明るさレベルは-2.93にも達します。南東では、見かけの明るさ0.44の土星が人々の注目を集めています。南西には孤独なオレンジ色の星もありますが、これがアークトゥルスです。明るさレベルは -0.04 で、常に点滅しているように見えます。

空の中心を見上げると、3つの明るい星が巨大な三角形を形成しており、これがよく知られている夏の大三角です。その中には杜牧の詩に出てくるアルタイルやベガなどの星も含まれています。アルタイルとしても知られるアルタイルは、見かけの明るさが 0.75 で目立っています。天の川を挟んで反対側にあるベガの見かけの等級は 0 です。この 2 つの星が組み合わさって、夏の夜のロマンチックな絵が生まれます。デネブは天の川銀河に位置し、夏の大三角の一員ですが、見かけの等級が 1.25 で、夏の大三角の中で最も暗い星です。

冬の大三角

時が経ち、季節が冬へと移り変わると、夏の大三角は夜になって静かに西の地平線に消えていきます。その代わりに美しい冬の大三角が見えます。これは、オリオン座のベテルギウス（等級0.45）、こいぬ座のプロキオン（等級0.4）、そしておおいぬ座のシリウス（夜空の星の王として知られる）で構成されています。シリウスの見かけの等級は驚異的な -1.47 に達しました。古代人はこう言いました。「北西を向いてシリウスを撃て。」この星には数え切れないほどの意味と憧れが込められています。

ベガとシリウスはどちらも星空の宝物です。夏の大三角は独特の輝きを放ち、人々のロマンチックな想像力を掻き立てます。もう1つは冬の大三角で冷たい光を発し、人々に不思議な幻想をもたらします。彼らの特徴は、光の象徴であるだけでなく、文化や伝説の担い手でもあることです。ひとつひとつの星の背後には、数え切れないほどの物語と、未知への人々の憧れがあります。

▏ベガとシリウスはどちらが大きいですか？

すべての星は自ら光を発する能力を持っており、巨大な星の光はより眩しいものです。シリウスはベガよりも明るいですが、これはシリウスの方が質量が大きいとか大きいということを意味するものではありません。実際、天文学者による観測の結果、ベガは質量と体積の両方でわずかに優れていることが判明しました。具体的には、ベガの質量は太陽の約 2.14 倍で、半径は太陽の 2.26 倍と 2.78 倍の積です。比較すると、シリウスの質量は太陽の 2.02 倍ですが、半径はわずかに小さく、太陽の 1.71 倍しかありません。驚くべきことに、ベガの質量はシリウスより 0.12 太陽質量で、プロキシマ・ケンタウリの質量に相当します。この微妙な違いにより、星の多様性をより深く理解することができます。

▏ベガとシリウスの形

Vega の印象的な特徴はそのユニークな形状です。天文学者の観測によれば、赤道半径は極半径より 23% 大きく、楕円体の形状を形成しています。この形状は、ベガの非常に速い自転速度によって生じます。 12.5時間ごとに回転を完了できます。赤道上での自転速度は秒速274キロメートルにも達し、まるで自らの自転力によって「平らに」なっているかのようだ。それに比べて、シリウスは比較的穏やかで、わずか 16 km/s の速度で回転しているため、その形状は比較的標準的な球形を維持しています。

▏ベガとシリウスはどちらが明るいでしょうか？

星空では、夏の夜のベガが眩しいほどの輝きで注目を集め、冬のシリウスも明るく輝きます。それで、この二つの星のうちどちらが明るいでしょうか?この質問には、より正確な測定、つまり見かけの等級を使って答えることができます。見かけの等級は、肉眼で見た星の明るさの尺度です。値が小さいほど、視覚的に星が明るく見えます。

ベガの見かけの等級は 0 ですが、シリウスの見かけの等級は -1.47 と低く、視覚的にはシリウスの方が明るく見えるのは間違いありません。天文学者によると、星の明るさは等級が1つ増えるごとに約2.512倍変化します。この法則に基づくと、シリウスの明るさはベガの約 4 倍であると計算できます。

ベガとシリウスはどちらも夜空で明るい星ですが、見かけの等級を計算すると、シリウスの方が視覚的に明るいことがわかります。しかし、見かけの等級に加えて、星の実際の明るさも考慮する必要があります。ベガは太陽の 37 倍の明るさがあり、シリウスはそれよりわずかに明るさは劣りますが、それでも太陽の 25.4 倍の明るさがあります。これは、実際の明るさでは、ベガの方が実際には明るいことも意味します。

地球から観察すると、ベガがシリウスよりも暗く感じられるのはなぜでしょうか?これは主に、ベガが地球から 25 光年も離れているためです。シリウスは比較的近く、わずか 8.6 光年しか離れていません。距離の違いにより、観察される明るさも異なります。これは、見かけの等級が星の真の発光能力を完全に反映することはできないということを改めて強調しています。

星の真の発光能力をより正確に測定するために、天文学者は絶対等級の概念を提唱しました。絶対等級とは、地球から 32.6 光年の距離で測定された星の明るさを指します。こうすることで、すべての星が同じスタートラインに立つようなものとなり、それぞれの星の真の発光能力が一目でわかるようになります。

絶対等級で測ると、ベガはシリウスよりも明るい。ベガとシリウスの位置が入れ替わって、ベガが私たちから遠く、シリウスが近くなったと仮定すると、それらの明るさはどのように変化するでしょうか?見かけの等級と絶対等級を変換すると、ベガの位置を近づけるとその明るさは大幅に増加し、シリウスの明るさはそれに応じて減少することがわかります。具体的には、ベガの見かけの等級を -2.3 に変換すると、その明るさは木星の明るさに近くなります。シリウスの見かけの等級は0.85となり、その明るさはアルタイルと同程度になります。

視覚的にはシリウスの方が明るく見えるかもしれませんが、実際の明るさはベガの方が明るいです。その違いは星自体の明るさだけでなく、地球からの距離によっても異なります。

▏ベガとシリウスの時代

この二人のスターはまだ若いですが、どちらも短命です。ベガの年齢は現在、太陽の約10分の1、つまり約4億5000万年です。比較すると、シリウスの寿命は2億年から3億年の間です。しかしながら、彼らも太陽も成熟に達しています。その理由は、その質量にあります。ベガの質量は太陽の2.14倍、シリウスは太陽の2.02倍です。星の寿命は多くの場合、その質量に反比例します。専門家は、両者の残りの寿命は約10億年を超えないと推測している。瞬く間に数億年が経過し、この2つの星は赤色巨星へと成長し、その後寿命を迎えて最終的に白色矮星へと変化します。長寿の太陽と比べると、彼らの短い命は特に残念に思えます。

タランチュラ星雲

▏宇宙で最も明るい星

宇宙の奥深く、地球から 165,000 光年離れた大マゼラン雲には、1,000 光年以上に及ぶ巨大なタランチュラ星雲があります。この星雲はきらめく星でいっぱいですが、その中でも特に目を引くのが R136a1 という星です。

2010年7月、天文学者たちはここで驚くべき星を発見した。その明るさは太陽の616万倍という驚異的なレベルに達し、現在宇宙で最も明るい天体となっています。この星、R136a1 は、間違いなく宇宙に輝く真珠です。

R136a1 は驚くほど明るいだけでなく、品質も素晴らしいです。質量は太陽の230～345倍と推定されており、知られている恒星の中で最も質量が大きい恒星の1つです。さらに、その表面温度は52,000℃と太陽のほぼ10倍にもなります。

広大な宇宙の中で、R136a1 もかなり大きいです。その半径は太陽の約35.4倍、約24,638,400キロメートルに相当します。驚くべきことに、この星は 44,000 個の太陽を収容できます。 R136a1は他の巨大な赤色巨星に比べるとそれほど巨大ではないが、宇宙においては質量こそが天体の価値の象徴である。

R136a1もウォルフ・ライエ星です。内部の核融合反応は極めて速く、重力と恒星の外向きの放射線の圧力との間に微妙なバランスを生み出します。このバランスにより、恒星の表面では毎秒数千キロメートルにも及ぶ恒星風が発生し、わずか 100 万年で太陽の約 50 倍の質量が失われます。これは、R136a1 の質量が以前ははるかに大きかったことも意味します。優しい太陽と比べると、R136a1 は間違いなく宇宙の恐ろしい怪物です。

R136a1対太陽

▏R136a1は太陽系全体を照らすことができるのか？

R136a1を太陽系の中心に置いた場合、太陽系全体を照らすことができますか？まず、太陽の照明能力について調べてみましょう。太陽系で最も明るい天体である太陽の明るさはどれほど驚くべきものなのでしょうか。

科学者によれば、太陽の総放射量は 3.86×10^26 ワットにも達するそうです。比較すると、私たちが日常生活で使用する電灯の電力は通常 10 ～ 100 ワットです。電球の電力が大きければ大きいほど、明るくなります。このことから、太陽の明るさがいかに素晴らしいかが想像できます。地球上でも、私たちは太陽から1億5千万キロ離れており、太陽の強い光を直接見ることはできません。地球上では、太陽の見かけの等級は驚くべきマイナス26.74です。

しかし、太陽系の端に向かって移動すると、太陽の光が徐々に暗くなっていくことがわかります。科学者たちは太陽系の半径は約1光年であると推定しています。では、太陽系の端に到達すると、太陽の明るさはどの程度減少するのでしょうか?見かけの等級と絶対等級の変換式を計算すると、その明るさは空で最も暗いときの金星の明るさに匹敵することがわかりました。これは、太陽は明るいにもかかわらず、それだけでは太陽系全体を照らすことができないことを示唆しています。

では、R136a1 という星はどうでしょうか?太陽の616万倍の明るさです。これはどのようなコンセプトですか?科学者たちはR136a1の絶対等級をマイナス12.24と測定した。これは、R136a1 が地球から 32.6 光年離れている場合、その見かけの明るさは満月とほぼ同じになることを意味します。満月の夜に月明かりの下で旅行する体験を想像するだけで、R136a1 の強力な発光能力を深く理解できるでしょう。

R136a1 を太陽の位置に配置すると、地球から見たその見かけの等級は信じられないほど明るくなり、-43.71 に達します。この明るさは、太陽の表面から6万キロメートル外側から太陽を観測したときの光景に相当します。しかし、太陽と同じ明るさに達するには、R136a1を約0.4光年の距離、つまり3784億キロメートルの距離から観測する必要がある。これは、R136a1 の明るさがいかに強力であるかを証明するのに十分です。

では、太陽系の端から 1 光年離れたところで、R136a1 はどれくらい明るくなるのでしょうか?計算の結果、見かけの等級はマイナス19.8であることがわかりました。この明るさは、海王星で見る太陽と同等かそれ以上の明るさで、太陽が沈んだ直後の夕方の空と似ています。しかし、宇宙で最も明るい星が太陽系の中心にあったとしたら、地球は一瞬にしてその強烈な熱で焼け焦げてしまうかもしれないということに留意すべきだ。

したがって、宇宙で知られている最も明るい星である R136a1 は、太陽系全体を照らす能力を十分に備えていると結論付けることができます。しかし、これはそれを太陽系の中心に置くべきだという意味ではありません。まばゆいばかりの光にもかかわらず、星に近づきすぎることは大きなリスクと未知の影響も意味します。

（インターネットからの写真）

著者 |キウイはニュージーランドのリンカーン大学を卒業しました。彼は一般向け科学知識に強い関心を持っており、多くの一般向け科学雑誌に一般向け科学記事を発表しています。事実に注意を払い、最先端の技術を積極的に探求してください。