B型準矮星

B型準矮星（sdB星）

B型準矮星（Subdwarf B star; sdB star）は、文字通りB型スペクトルを持つ準矮星（主系列星に比べてやや暗い星）を指します。これらの星は、白色矮星と同様に非常に高温でコンパクトな性質を持ちますが、白色矮星ほど極端に高密度ではありません。

概要

ヘルツシュプルング・ラッセル図上では「極水平分枝星」（extreme horizontal branch stars）と呼ばれる領域に位置します。その形成過程は独特で、通常なら中心核でヘリウム核融合が始まる段階よりも早期に、赤色巨星が持つ水素の外層部を失ってしまうことで誕生すると考えられています。なぜこのような早期の質量喪失が起こるのか、その正確なメカニズムはまだ完全には解明されていません。しかし、連星系を形成している天体の場合、伴星との重力的な相互作用が重要な役割を果たしている可能性が指摘されています。

一方、連星系に属さない単独のsdB星の形成については、白色矮星同士の合体・融合が原因とする説があります。また、赤色巨星に飲み込まれた巨大ガス惑星が、その内部での摩擦などによって赤色巨星の質量を早期に失わせる引き金となる、という興味深いシナリオも提案されています。

B型準矮星は白色矮星より明るいため、球状星団や渦巻銀河の中心部（バルジ）、楕円銀河といった古い星の集団において、高温の星からの光の主要な寄与源の一つとなっています。

sdB星の物理的特徴としては、太陽質量の約0.5倍程度の質量を持ちます。組成は特殊で、水素は全体のわずか1%程度に過ぎず、残りの大部分はヘリウムで構成されています。半径は太陽の約0.15倍から0.25倍、表面温度は2万Kから4万Kと非常に高温です。これらの星は、この段階を経て、巨大星段階を経ることなく直接白色矮星へと進化すると予測されています。

変光星としての性質

B型準矮星の中には、周期的に明るさを変化させる変光星として知られるものが二つのタイプ存在します。

1. 短い周期の変光星: 90秒から600秒という比較的短い変光周期を持つタイプです。これらはEC14026型変光星、あるいはうみへび座V361型変光星とも呼ばれます。この変光は、星の内部を伝わる音波モードの振動によって引き起こされると考えられています。特に、大気の不透明度を増加させる鉄族元素がイオン化するプロセスが、この振動を駆動するメカニズムとして提唱されています。観測により、星の視線速度変化の曲線は、光度曲線に対して約90度位相がずれていることが示されており、また光度が最大となる時に重力加速度が最小になるという特徴が捉えられています。

2. 長い周期の変光星: こちらは周期が45分から180分と比較的長く、光度の振幅は0.1%程度と小さいタイプです。PG1716型変光星、ヘルクレス座V1093型変光星、またはLPsdBV（Long-period variable subdwarf B）とも呼ばれます。このタイプの変光星に分類されるsdB星は、表面温度が29,000Kから35,000Kの範囲に限られる傾向があります。

これらの変光性の研究は、B型準矮星の内部構造や進化過程を理解する上で重要な手がかりとなっています。

関連分野

* 恒星進化論

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