第18章恒星――星の世界の実態を調べるThe Stars: A Celestial Census
Key Concepts and Summary重要事項のまとめ
The Hertzsprung–Russell diagram, or H–R diagram, is a plot of stellar luminosity against surface temperature. Most stars lie on the main sequence, which extends diagonally across the H–R diagram from high temperature and high luminosity to low temperature and low luminosity. The position of a star along the main sequence is determined by its mass. High-mass stars emit more energy and are hotter than low-mass stars on the main sequence. Main-sequence stars derive their energy from the fusion of protons to helium. About 90% of the stars lie on the main sequence. Only about 10% of the stars are white dwarfs, and fewer than 1% are giants or supergiants.
ヘルツシュプルング–ラッセル図、すなわちH–R図は、恒星の光度を表面温度に対して描いた図である。ほとんどの星は、高温・高光度から低温・低光度へ、H–R図を斜めに横切る主系列にある。主系列上の位置は質量で決まる。大質量星は、主系列の小質量星より多くのエネルギーを放出し、高温である。主系列星は、陽子からヘリウムへの核融合からエネルギーを得る。約90%の恒星は主系列にあり、白色矮星は約10%、巨星と超巨星は1%未満である。
For Further Explorationさらに探究するために
Articles記事
Barbuzano, J. “Alpha Centauri Fever.” Sky & Telescope (April 2019): 34. On the history and current observations of the nearby triple star system.
Barbuzano, J.「Alpha Centauri Fever」『Sky & Telescope』2019年4月号、34ページ。近くの三重星系の歴史と、現在の観測を紹介する。
Cooper, K. “Meet the Neighbors: The Nearest Stars.” Sky & Telescope (January 2019): 34. How the RECONS Project finds the nearest stars and their distances.
Cooper, K.「Meet the Neighbors: The Nearest Stars」『Sky & Telescope』2019年1月号、34ページ。RECONS計画が、最も近い恒星とその距離をどう見つけるかを紹介する。
Croswell, K. “The First White Dwarf.” Sky & Telescope (December 2022): 28. Was 40 Eridani B discovered before Sirius B?
Croswell, K.「The First White Dwarf」『Sky & Telescope』2022年12月号、28ページ。エリダヌス座40番星BはシリウスBより前に発見されたのだろうか。
Davis, J. “Measuring the Stars.” Sky & Telescope (October 1991): 361. The article explains direct measurements of stellar diameters.
Davis, J.「Measuring the Stars」『Sky & Telescope』1991年10月号、361ページ。恒星の直径の直接測定を説明する。
Dorminey, B. “Stellar Neighbors Close-up.” Astronomy (July 2020): 30. On the nearest stars and what we can learn from them.
Dorminey, B.「Stellar Neighbors Close-up」『Astronomy』2020年7月号、30ページ。最も近い恒星と、それらから学べることを紹介する。
Dorminey, B. “Why Does the Universe Make So Many Small Stars.” Astronomy (February 2019): 20. Discussion of the initial mass function for stars and why low-mass stars are so abundant.
Dorminey, B.「Why Does the Universe Make So Many Small Stars」『Astronomy』2019年2月号、20ページ。恒星の初期質量関数と、小質量星が非常に多い理由を論じる。
French, L. “Explaining Algol.” Sky & Telescope (February 2019): 36. A history of how we learned it was a binary star system. Kane, P. “Binary Orbits Explored.” Sky & Telescope (May 2019): 22. Showing the orbits of nine well-known binary stars.
French, L.「Explaining Algol」『Sky & Telescope』2019年2月号、36ページ。アルゴルが連星系だとわかるまでの歴史。Kane, P.「Binary Orbits Explored」『Sky & Telescope』2019年5月号、22ページ。よく知られた9組の連星の軌道を示す。
McAllister, H. “Twenty Years of Seeing Double.” Sky & Telescope (November 1996): 28. An update on modern studies of binary stars.
McAllister, H.「Twenty Years of Seeing Double」『Sky & Telescope』1996年11月号、28ページ。現代の連星研究の進展を紹介する。
Ornes, S. “Explore the 10 Nearest Stars.” Astronomy (June 2023): 36. On what the closest star systems are like.
Ornes, S.「Explore the 10 Nearest Stars」『Astronomy』2023年6月号、36ページ。最も近い恒星系がどのようなものかを紹介する。
Pasachoff, J. “The H–R Diagram’s 100th Anniversary.” Sky & Telescope (June 2014): 32.
Pasachoff, J.「The H–R Diagram’s 100th Anniversary」『Sky & Telescope』2014年6月号、32ページ。
Websitesウェブサイト
Algol: The Demon Star: https://earthsky.org/brightest-stars/algol-the-demon-star/. A brief introduction to the mythology and astronomy of this star.
Algol: The Demon Star：https://earthsky.org/brightest-stars/algol-the-demon-star/。アルゴルの神話と天文学を簡単に紹介する。
Astronomers Weigh Sirius B: https://hubblesite.org/contents/news-releases/2005/news-2005-36.html. How the Hubble Space Telescope was used to image and study the white dwarf.
Astronomers Weigh Sirius B：https://hubblesite.org/contents/news-releases/2005/news-2005-36.html。ハッブル宇宙望遠鏡を使い、白色矮星を撮影・研究した方法を紹介する。
Eclipsing Binary Observing Guide: https://britastro.org/vss/EBHandbook11.pdf. A PDF booklet from the British Astronomical Association for how to find and monitor these stars.
Eclipsing Binary Observing Guide：https://britastro.org/vss/EBHandbook11.pdf。食連星を見つけ、追跡観測する方法を解説する、イギリス天文学協会のPDF小冊子。
Eclipsing Binary Stars: http://www.midnightkite.com/index.aspx?URL=Binary. Dan Bruton at Austin State University has created this collection of animations, articles, and links showing how astronomers use eclipsing binary light curves.
Eclipsing Binary Stars：http://www.midnightkite.com/index.aspx?URL=Binary。オースティン州立大学のダン・ブルートンによる、食連星の光度曲線を天文学者がどう使うかを示す、アニメーション・記事・リンク集。
Explore the Ten Nearest Stars: https://www.astronomy.com/science/explore-the-10-nearest-stars/. A guided tour from Astronomy magazine.
Explore the Ten Nearest Stars：https://www.astronomy.com/science/explore-the-10-nearest-stars/。『Astronomy』誌による、最も近い10個の恒星の案内。
Henry Norris Russell: https://www.princetonianamuseum.org/artifact/26a23799-3c9c-4660-81fa-e9931dc76b1b (a brief life sketch at the Princeton University museum) and https://www.nasonline.org/wp-content/uploads/2024/06/russell-henry-n.pdf (a biographical memoir by Harlow Shapley).
Henry Norris Russell：https://www.princetonianamuseum.org/artifact/26a23799-3c9c-4660-81fa-e9931dc76b1b。プリンストン大学博物館による短い伝記。https://www.nasonline.org/wp-content/uploads/2024/06/russell-henry-n.pdf。ハーロー・シャプレーによる回想伝記。
Hertzsprung–Russell Diagram: http://skyserver.sdss.org/dr1/en/proj/advanced/hr/. This site from the Sloan Digital Sky Survey introduces the H–R diagram and gives you information for making your own. You can go step by step by using the menu at the left. Note that in the project instructions, the word “here” is a link and takes you to the data you need.
Hertzsprung–Russell Diagram：http://skyserver.sdss.org/dr1/en/proj/advanced/hr/。スローン・デジタル・スカイ・サーベイのサイトで、H–R図を紹介し、自分で作るための情報を提供する。左のメニューから順に進める。課題説明の「here」はリンクで、必要なデータへ移動できることに注意しよう。
Stars of the Week: http://stars.astro.illinois.edu/sow/sowlist.html. Astronomer James Kaler does “biographical summaries” of famous stars—not the Hollywood type, but ones in the real sky.
Stars of the Week：http://stars.astro.illinois.edu/sow/sowlist.html。天文学者ジェームズ・ケーラーによる、有名な星の「略歴」。ハリウッドのスターではなく、本当の空の星を扱う。
Videos動画
Algol: The Demon Star: https://www.youtube.com/watch?v=zI2syOJG-wo. A computer simulation from the 1970s that still works, explaining why Algol varies and what such binary stars help astronomers learn (7:33).
Algol: The Demon Star：https://www.youtube.com/watch?v=zI2syOJG-wo。1970年代のものだが、今でも役立つコンピューターシミュレーション。アルゴルが変光する理由と、このような連星から何がわかるかを説明する（7分33秒）。
Constructing a Hertzsprung-Russell Diagram for a Globular Star Cluster: https://www.youtube.com/watch?v=HWQslu4S5eQ. Nice discussion of making the diagram for Omega Centauri, with animation (1:33).
Constructing a Hertzsprung-Russell Diagram for a Globular Star Cluster：https://www.youtube.com/watch?v=HWQslu4S5eQ。ケンタウルス座ω星団のH–R図を作る、わかりやすい解説。アニメーション付き（1分33秒）。
Eclipsing Binary Stars: https://www.youtube.com/watch?v=gmzmNDzUHEk. A series of demonstrations from the University of Nebraska of different kinds of eclipsing binary stars and the light curves we would observe from them (4:49).
Eclipsing Binary Stars：https://www.youtube.com/watch?v=gmzmNDzUHEk。ネブラスカ大学による、さまざまな食連星と、そこから観測される光度曲線の一連の実演（4分49秒）。
How Big Is a Star: https://www.eso.org/public/videos/esocast95a/. Brief animation showing the relative size of the Sun compared to planets, and then of stars of different diameters compared to the Sun (2:08).
How Big Is a Star：https://www.eso.org/public/videos/esocast95a/。太陽と惑星、次いで太陽と直径の異なる恒星の相対的な大きさを示す、短いアニメーション（2分8秒）。
The Hertzsprung-Russell Diagram: https://www.youtube.com/watch?v=Yfbs0xydBWE. Computer professional David Butler provides a basic introduction, with graphics, showing how the diagram is put together (2:01).
The Hertzsprung-Russell Diagram：https://www.youtube.com/watch?v=Yfbs0xydBWE。コンピューター分野の専門家デイヴィッド・バトラーによる、H–R図の組み立て方を図解する基礎的な入門動画（2分1秒）。
The Nearest Stars: https://www.youtube.com/watch?v=vg3noqtm0L0. An excerpt from TV’s The Big Bang Theory, where Sheldon goes down the apartment-building stairs while reciting the closest stars in order (1:07).
The Nearest Stars：https://www.youtube.com/watch?v=vg3noqtm0L0。テレビ番組『ビッグバン★セオリー』の一場面。シェルドンがアパートの階段を下りながら、近い星を順に暗唱する（1分7秒）。
WISE Mission Surveys Nearby Stars and Brown Dwarfs: https://www.youtube.com/watch?v=KTUyHeQaIPM. Astronomer Davy Kirkpatrick narrates a brief video about how the WISE infrared telescope is finding brown dwarfs among the stars in our immediate neighborhood (1:21).
WISE Mission Surveys Nearby Stars and Brown Dwarfs：https://www.youtube.com/watch?v=KTUyHeQaIPM。WISE赤外線望遠鏡が、すぐ近所の恒星の中から褐色矮星をどう見つけているかを、天文学者デイヴィ・カークパトリックが語る短い動画（1分21秒）。
Collaborative Group Activitiesグループで取り組もう
Two stars are seen close together in the sky, and your group is given the task of determining whether they are a visual binary or whether they just happen to be seen in nearly the same direction. You have access to a good observatory. Make a list of the types of measurements you would make to determine whether they orbit each other.
英語のヒント
空で近くに見える二つの星があり、実視連星なのか、たまたまほぼ同じ方向に見えるだけなのかを調べる課題が与えられた。優れた天文台を使えるとする。二つが互いのまわりを回るかを判断するため、どのような測定を行うか、一覧にしよう。
Your group is given information about five main sequence stars that are among the brightest-appearing stars in the sky and yet are pretty far away. Where would these stars be on the H–R diagram and why? Next, your group is given information about five main-sequence stars that are typical of the stars closest to us. Where would these stars be on the H–R diagram and why?
英語のヒント
空で最も明るく見える星々に含まれるが、かなり遠い主系列星5個について、情報が与えられた。H–R図のどこに位置するだろうか。なぜか。次に、最も近い星々の典型となる主系列星5個の情報が与えられた。こちらはH–R図のどこに位置するだろうか。なぜか。
A very wealthy (but eccentric) alumnus of your college donates a lot of money for a fund that will help in the search for more brown dwarfs. Your group is the committee in charge of this fund. How would you spend the money? (Be as specific as you can, listing instruments and observing programs.)
英語のヒント
大学の非常に裕福だが風変わりな卒業生が、褐色矮星のさらなる探索を助ける基金に、多額の寄付をした。あなたたちのグループが基金の担当委員会である。資金をどう使うだろうか。装置や観測計画を挙げ、できるだけ具体的に答えよう。
Use the internet to search for information about the stars with the largest known diameter. What star is considered the record holder (this changes as new measurements are made)? Read about some of the largest stars on the web. Can your group list some reasons why it might be hard to know which star is the largest?
英語のヒント
インターネットで、既知の最大の直径をもつ恒星について調べよう。どの星が記録保持者と考えられているか。新しい測定によって記録は変わる。最大級の星についてウェブ上の説明を読み、どの星が最大か知ることが難しい理由を、グループでいくつか挙げよう。
Use the internet to search for information about stars with the largest mass. What star is the current “mass champion” among stars? Try to research how the mass of one or more of the most massive stars was measured, and report to the group or the whole class.
インターネットで、最大の質量をもつ恒星について調べよう。現在の「質量チャンピオン」はどの星か。最大級の質量をもつ星の一つ以上について、どう質量を測ったのか調査し、グループやクラス全体に報告しよう。