ヘニエイトラック

ヘニエイトラックは、恒星が自身の重力によって収縮し、中心部での水素核融合反応が安定して始まる前の段階、すなわち「前主系列星」と呼ばれる時期に、ヘルツシュプルング・ラッセル図（HR図）上で描く特徴的な進化の道筋の一つです。

この進化経路の概念は、1950年代にアメリカの天文学者ルイス・ヘニエイらが理論的な恒星モデル計算に基づいて提唱しました。彼らは、前主系列星がその進化のある時期において、内部構造がほぼ放射平衡に近い状態を維持することを指摘しました。放射平衡とは、星の内部で発生したエネルギーが、光子（放射）の形で外層へと効率的に運ばれる状態を指します。ヘニエイトラックをたどる星の内部では、放射によるエネルギー輸送が対流による輸送よりも支配的となっています。

ヘニエイトラック上での星の進化は、HR図上では概ね水平に近い形で左方向への移動として現れます。これは、星の表面温度が時間とともに上昇していくことを意味しています。同時に、この段階の星は光度もわずかに増加する傾向が見られます。

ヘニエイトラックを経るかどうか、またその経路の長さは、星の質量によって大きく異なります。質量による違いは、前主系列星の内部構造、特にエネルギー輸送のメカニズムに起因します。

太陽質量（約1 M☉）程度の星: 比較的小型の星は、前主系列段階の初期において「林トラック」と呼ばれる別の進化経路をたどります。林トラックの段階では、星の内部全体が対流によってエネルギーを輸送しており、HR図上ではほぼ鉛直下向きに移動します（表面温度はほぼ一定で光度が低下）。しかし、重力収縮が進み中心部の温度と密度が増加するにつれて、内部の不透明度が低下し、放射によるエネルギー輸送が対流よりも効率的になります。これにより、星の内部構造は対流支配から放射支配へと変化し、進化経路は林トラックからヘニエイトラックへと移行します。その後、ヘニエイトラックに沿って表面温度を上げながら進化し、主系列に到達します。

2 M☉以上のより重い星: 太陽の2倍以上の質量を持つ星は、収縮初期の段階から内部温度が高く、放射によるエネルギー輸送が効率的に機能します。そのため、対流が発達する林トラックを経由することはほとんどなく、誕生直後から直接ヘニエイトラックに沿って進化を開始します。質量の大きな星ほど、前主系列段階の進化は速く、ヘニエイトラックをたどる期間も短くなる傾向があります。

ヘニエイトラックに沿って進化を続けた星は、中心部の温度と密度がさらに高まり、安定した水素核融合反応が開始されます。この核融合反応によるエネルギー生成が、星の重力による収縮圧力と釣り合い、力学的にも熱的にも安定した状態に達した時、星は「零年齢主系列星（ZAMS）」となり、HR図上の主系列に位置づけられます。ヘニエイトラックは、前主系列星がこの重要な主系列段階へと移行する直前の、放射輸送が支配的な最終調整段階を示すものです。

ヘニエイトラックと林トラックという二つの進化経路は、前主系列星の異なる質量における内部構造やエネルギー輸送メカニズムの違いを反映しており、恒星がどのようにして誕生から主系列に至るのかという星形成理論や恒星進化論において、中心的な役割を果たす概念となっています。

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