原始星

原始星（Genshi-sei, Protostar）

原始星とは、星が誕生する過程において、ガスと塵が密集した分子雲内で生まれたばかりの状態を指します。この天体は、分子雲コアが自己重力によって収縮し、星の初期形態であり、後にTタウリ型星やハービッグAe/Be型星|ハービッグAe_Be型星へと進化します。

星形成の過程

星が形成されるプロセスは、分子雲の中でのガスの集まりから始まります。分子雲の中でも特に密度の高い部分が、「原始星コア」として知られる状態になります。このコアは力学的に平衡を保ち、水素分子を主成分としたガスの球として存在します。この状態は「第1のコア」と呼ばれます。

第1のコアにおいて、中心部分の密度がしだいに増すと、温度も上昇していきます。この温度が2000Kに達すると、水素分子は解離し、圧力が減少します。結果として、再び重力収縮が始まり、見かけ上は「第2のコア」が形成されていきます。この第2のコアは、通常、観測者が捉える原始星の状態として認識されています。

降着円盤と宇宙ジェットの形成

原始星は周囲のガスを取り込みながら成長していき、この供給源からのガスによって降着円盤が形成されます。この円盤には主に未取り込まれたガスが存在し、円盤に垂直な方向へは宇宙ジェットとして放出される現象が見られます。特に、ハービッグ・ハロー天体は、この宇宙ジェットが星間物質と衝突し、観測可能な光を放射する様子です。

原始星の周囲には、超音速で落下するガスが存在し、衝撃波面が形成されます。ここで落下物質の運動エネルギーが熱に変わるため、原始星は明るく輝きますが、周囲を濃いガスとダストに覆われているため、満足に可視光によって観測できるわけではありません。そのため、主に赤外線や電波によって観測されます。

原始星の最終段階と進化

原始星は質量の増加が止まり、その後は自己重力によって徐々に収縮していきます。この重力エネルギーの解放によって、中心核の温度が上昇します。原始星を取り巻く星周物質が散逸すると、可視光でも観測可能になり、Tタウリ型星やハービッグAe/Be型星|ハービッグAe_Be型星として姿を見せるようになります。

最終的に、中心温度が1500万Kに達すると、水素が核融合を始め、主系列星としての段階に突入します。このようにして、原始星は星の誕生という壮大な宇宙のサイクルの一環として位置付けられるのです。

参考文献

• - 大西利和 著「第9章 小質量星の形成(1) 分子雲から原始星へ」
• - 大西利和 著「第10章 小質量星の形成(2) 原始星から主系列星まで」

これらの文献では、星形成の詳細なメカニズムについて詳しく説明されています。

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