恒星と宇宙（知識）の問題
横軸に表面温度（左ほど高温）、縦軸に光度（上ほど明るい）をとった HR 図（ヘルツシュプルング・ラッセル図）で、左下の領域に分布する恒星がある。これらの恒星は、表面温度が高いにもかかわらず光度が非常に小さい。このことから、半径がきわめて小さく（地球と同じくらいの大きさ）、密度がたいへん大きい恒星であることがわかる。このような恒星を何というか。漢字で答えよ。
この問題で使うもの
- HR 図と恒星の分類（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（24 技能）
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
技能「HR 図と恒星の分類」を使う。HR 図の横軸・縦軸の向きと、主系列星・巨星・白色矮星がそれぞれどの領域にあるかを思い出そう。
ヒント 2
表面温度が高いのに光度が小さいのは、 から考えて半径が小さいためである。
ヒント 3
HR 図の右上にある半径の大きい恒星は巨星（赤色巨星）、帯状に並ぶのは主系列星である。残る、左下に分布するグループの名前を考えよう。
答えと解説
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白色矮星
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解説を読む
技能「HR 図と恒星の分類」を使う。
手順 1: HR 図の軸の向きを確かめる。
HR 図では、横軸は左ほど表面温度が高く（スペクトル型では左から O, B, A, …, M）、縦軸は上ほど光度が大きい（絶対等級が小さい）。
手順 2: 位置から特徴を読み取る。
左下にあるということは、「表面温度が高い」のに「光度が小さい」ということである。光度は のように、半径 と表面温度 で決まる。表面温度が高いのに光度が小さいのは、半径がきわめて小さいからである。
手順 3: 恒星の種類を判定する。
HR 図の左下に分布し、半径が地球程度と非常に小さく密度が大きい恒星は 白色矮星 である。白色矮星は、太陽程度の質量の恒星が進化の最後に残す天体である。
似た用語との違い
- 主系列星: HR 図の左上から右下へ帯状に並ぶ恒星。太陽もこれに含まれ、中心部で水素の核融合反応をしている。
- 巨星（赤色巨星）: HR 図の右上に分布する恒星。表面温度は低いが光度が大きく、半径が非常に大きい。白色矮星とは逆の特徴をもつ。
別解
HR 図の左下（高温で暗い）に分布し、半径が地球ほどで密度がきわめて大きい恒星を白色矮星という。