質問: 観測史上最大の星を発見 太陽の265倍 観測史上最大の星を発見 太陽の265倍 質量が太陽の265倍もある巨大な星が発見された。 今回発見されたのは、太陽系から16万5000光年離れたタランチュラ星雲の奥深くにある「r136a1」という星。ヨーロッパの研究機関が、チリの砂漠に設置した望遠鏡を使って調べたところ、質量が太陽の265倍もあることがわかった。これまでに発見された最も重い星の約2倍にあたる。この星は生まれてから100万年と若く、太陽の何百万倍もの光を放っているという。 専門家は「質量が太陽の150倍を超える星はできないとの常識を覆した大きな発見だ」と話している。 http://headlines.yahoo.co.jp/videonews/nnn/20100722/20100722-00000020-nnn-int.html 「質量が太陽の150倍を超える星はできないとの常識」とはどういうものでしょうか? 現在の科学では説明できないという意味でしょうか?
回答: こちら↓の記事もおすすめです。 http://jp.ibtimes.com/article/biznews/100723/57944.html 特に、そこにある >太陽の約1,000万倍の明るさを持つ。 という部分が重要だと思います。この明るさはこの星の「エディントン限界光度」なるものに相当するからです。 明るい天体は、自分が出す莫大な電磁波(光など)の圧力で、自分自身(の一部)を吹き飛ばしてしまうことがあります。球対称性を仮定したとき、天体の出す電磁波による外向きの力と、天体の重力による内向きの力がちょうど等しくなる明るさをエディントン限界光度(le)といいます。 http://plain.isas.jaxa.jp/~ebisawa/teaching/2007komaba/2007komaba/node51.html にあるように、天体の質量を m とすると le = 1.3×10^38 (m / 太陽質量) ergs/s です。太陽の光度 ls = 3.8×10^33 ergs/s を使うと le / ls = 3.4×10^4 (m / 太陽質量) (*) となります。 これらの式からわかるように le は天体の質量 m に比例します(le ∝ m)が、ふつうの(主系列の)恒星の場合、l の m に対する依存性は l ∝ m^(3~4) (3~4 はひょっとすると違うかも) のように、よりきつくなっています(ちょっと重いだけですごく明るい)。太陽のようなふつうの恒星ではもちろん l < le なのですが、恒星の質量が大きいほど、l / le は大きくなり、その比が 1 にかなり近い場合には、恒星はなんらかの擾乱があると自分の光で自分の一部を吹き飛ばしてしまうものと考えられます。それによって恒星の質量は抑えられるので、l > le となるほどの大質量星はそもそも形成されないのではないか(星を構成すべき物質が集まれないのではないか)と推測されるのです。(球対称性を仮定しなければよいのでしょうが・・・。) 今度見つかった星の場合、質量 m ~ 265 太陽質量 で、これを上の(*)式に代入すると、 le / ls ~ 9×10^6 となります。先に引用したこの星の明るさは l / ls ~ 10^7 ですから、l ~ le です。つまり、この星はほぼ「限界的は明るさ」で輝いており、星の外層部分は折に触れて少しずつ自分の電磁波の圧力で吹き飛ばされている可能性が高いのです。先ほどの記事には >「r136a1」の誕生当初にはさらに重く、太陽の約320倍の質量があったと推定された。 ともあり、すでに太陽の約55倍もの質量が失われたもようです(その原因は別にもあるのかもしれませんが)。 質量が失われれば、それに応じて l は le より急激に減じて、 l < le となり、星はより安定な状態になります(他の不安定性は残るかもしれませんが)。 このような l ~ le の大質量星は数が少ないので、l = le となる質量が正確にいくらであるかについてははっきりわかっていないと思いますが、これまでに見つかったもっとも大きな星の質量は m = 100~150 太陽質量 であったようで、今回見つかった恒星の質量 m = 265 太陽質量 はその記録を更新したというわけです。 余談 ニュース記事だけではわからないのですが、今回質量が測定された星が連星である可能性はないのだろうか、と気になります。もし、ふたつ(あるいはそれ以上の数)の星が互いに近くに存在して、それらの質量の合計が 265 太陽質量であれば、ひとつの恒星の質量としては新記録にならない可能性があります。