【分かりやすい天文】恒星と惑星の違い？

2023年12月13日

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恒星も惑星も、重くて丸い巨大の天体ので、地球から肉眼で見るとほとんど同じに見えます。しかし、両者はまったく異なる天体なのです。何が違うのでしょうか？その謎を解き明かしましょう！長い読み物が苦手な方は、当社のインフォグラフィックをご覧ください — それは記事の要点を視覚的な形式で提示します。

恒星とは？

恒星（または「星」）は、光り輝く高温の巨大なガス（主に水素とヘリウム）の球で、恒星の巨大な質量から生じる自身の巨大な重力によって結合されています。重力はまた、星の核で核融合を引き起こし、その際に光と熱（かくゆうごう）を発生させます。核融合は、巨大な重力によって水素が圧縮され、高い圧力と温度で2つの水素原子がヘリウム原子に変化することで起こります。この過程で大量のエネルギーが発生し、恒星が光り輝くのです。私たちに最も近い星は太陽です。

惑星とは？

惑星は、恒星の周りを回る天体で、その軌道を支配し、近くにある同程度の大きさの天体をすべて追い出しています。惑星は、丸くになるには十分な質量があるが、その内部で核融合が起こるには十分な質量がないものです。地球や火星のように岩石でできているものもあれば、木星や土星のようにガスでできているものもあります。太陽系の外にある惑星は、太陽系外惑星と呼ばれます。

星と惑星の主な違い

主な違いは、次のとおりです：

恒星は、核融合によって光と熱を生み出します。光や電磁波という形でエネルギーを放出しているため、遠くからでも見ることができます。一方、惑星は光を発しません。代わりに、惑星が周回する星からの光を反射しています。太陽のような恒星は、その周りを回る太陽系外惑星からの反射光よりも約億倍も明るいのです。

惑星は恒星になれるのか？

惑星が恒星になるにはあと一歩足りない場合、星になる可能性はあるのでしょうか？理論的には可能です。惑星に十分な質量を加えて収縮させ、熱を加えて核融合反応を起こせば、星になることができます。この惑星が恒星になるためには、水素を主成分とする必要があります。水素をヘリウムに変える核融合を可能にするために必要なのです。

水素を主成分とする木星を例にとります。その質量は1.898×10²⁷kgであり、太陽の質量は1.989×10³⁰kgである。つまり、木星は太陽の約1,000倍も質量が小さいのです。それから、木星を太陽のような恒星にするには、木星を1,000個押し付けなければならないのです。1,000個の木星を見つけるのに苦労しています？大丈夫です！太陽の水素の質量の7.5％ほどを集めて、赤色矮星にすると、太陽より質量の小さい星ができます。そのためには、80個の木星を互いにぶつけ合えばよいのです。

つまり、惑星を恒星にすることは可能ですが、そのためには強力な衝突が必要です。そして、もしかしたら、広大な宇宙のどこかで、今まさにそれが起こっているかもしれないのです。

恒星と惑星の違い

光や熱を生み出す能力のほかにも、恒星と惑星には違いがあるのです。

1. 起源

恒星は、巨大なガスと塵の雲から形成され、重力の力で崩壊して熱を帯び、中心部で核融合が起こります。惑星は、星の形成に寄与しなかった残りの物質から形成されます。

2. 組成

発見された恒星のほとんどは、水素とヘリウムを主成分としています。惑星は、その組成から、水素とヘリウムからなるガス惑星と、岩石からなる地球型惑星の2種類に分けられます。

3. 軌道

恒星が惑星の周りを回ることはありませんが、惑星は通常、星の周りを回っています。しかし、例外として自由浮遊惑星（じゆうふゆうわくせい）というものがあります。恒星や褐色矮星と重力的に結合しておらず、単独で宇宙をさまよっている惑星です。それはあり得ますね！太陽だって、昔はもっとたくさんの惑星があったのですが、その後、一部の惑星がならず者惑星になったのです。自由浮遊惑星は、複数の大きな惑星が同じ星のまわりで競合し、最終的にライバルに押されてその惑星系から外れてしまうことで出現します。

4. 寿命

惑星は、破壊されたり捕獲されたりしない限り、長期にわたって安定して存在するのに対し、恒星は誕生から死までのライフサイクルが明確に決まっています。この周期は星の大きさによって異なり、大きい星ほど寿命が短くなります。例えば、最も大質量の星は数百万年で死ぬが、太陽のような星は約100億年生き続けることができます。

5. 直径

通常、星は惑星よりも大きな直径を持ちます。しかし、白色矮星のような例外も存在します。白色矮星は、かつて太陽のような姿をしていた恒星が死んでしまい、地球ほどの大きさの核しか残っていない残骸のようなものです。もしその星が死ぬ前に地球より大きな惑星が回っていたなら、そのうちのいくつかが生き残り、その星より大きな惑星ができる可能性があります。

6. 質量

恒星は常に惑星よりも質量が大きいです。前述のように、ガス状惑星が恒星と同じだけの質量を得れば、ほとんどの場合、恒星になります。岩石質惑星については、恒星に近い質量を持つ岩石質惑星は知られていません。

7. 大気

恒星の大気は、そのほとんどが高温のガスとプラズマで構成されています。一方、惑星は、組成や密度が異なる大気をもっています。例えば、地球の大気は99％が窒素と酸素で、金星や火星の大気は98％以上が二酸化炭素と窒素です。

8. 居住性

恒星は表面積が少なく、核から放出される熱や放射線が強烈なため、居住することができません。また、極端な温度、呼吸可能な空気の欠如、有毒な環境など、居住不可能な惑星もあります。しかし、人々は、地球のように生命を維持できる惑星があることを示す生きた例なのです。

9. 温度

恒星は信じられないほど高温で、惑星は比較的低温です。しかし、不思議なケースもあります。例えば、2017年、科学者たちはKELT-9bを発見しました。その「表面」の温度が4,000℃を超え、太陽とほぼ同じ温度である惑星が見つかりました。KELT-9bがこれほどまでに高温なのは、その星自体が高温であり、惑星がその星に非常に近いからです。

10. 宇宙での数

宇宙では、惑星は恒星よりも多く存在しています。惑星の総数は、恒星の数を100～100,000倍も上回っている可能性が高いです。さらに驚くべきことに、天の川銀河には、恒星よりもさらに多くの浮遊惑星（どの恒星のまわりにもない）が存在するかもしれません。

空の恒星と惑星の見分け方は？

宇宙の恒星と惑星の見分け方がわかったところで、次はもっと身近なことに挑戦してみましょう。恒星と惑星は、地球から見るとよく似ていますが、見分けるコツは以下の通りです。

**天体がキラキラしているかどうか**を見ます。キラキラしていれば恒星、一定の明るさで光っていれば惑星です。
見かけの明るさを比較します。空に見える一番明るい点は、金星である可能性が高いです。シリウスは-1.46等星ですが、金星の明るさは-3〜-4.9等星です。木星や、時には火星も、星よりも光り輝きます。
**黄道に近く惑星を探します。黄道は、空に見える太陽の通り道を表しています。すべての惑星の軌道はほぼ同じ平面上にあるため、太陽とほぼ同じ星座（黄道星座）を横切って移動します。ですから、おおぐま座やいっかくじゅう座に惑星が見えることはないのです。黄道星座の中にある惑星を探しましょう！
色を観察します。惑星にはそれぞれ色があり、どの惑星を見ているのかを判断するのに役立ちます。恒星にも色合いがありますが、惑星の方がより顕著に色が出ます。金星は白色、木星と土星は黄色、火星は赤味です。水星は薄暗いので、色がわかりにくい。天王星は、望遠鏡がないと色がわからない。海王星は、光学系がないと全く見えません。
Star Walk 2やSky Tonightなどの星空観察アプリを使用します。明るい点を見て、それが星なのか惑星なのかわからなくなったら、スマホを取り出して空に向けると、アプリが疑問を解決してくれます。

結論

惑星と恒星の主な違いは、恒星が自ら光や熱を発生させることができることです。そのため、太陽系の外にある惑星は見えないのに、広大な宇宙空間では肉眼でも見ることができるのです。地球から見ると、惑星と星は、キラキラしているかどうか、色や位置で見分けることができます。

テキストクレジット：Vito Technology, Inc.

主題:基礎知識星惑星と衛星