第22章恒星の青年期から老年期までStars from Adolescence to Old Age

After stars become red giants, their cores eventually become hot enough to produce energy by fusing helium to form carbon (and sometimes a bit of oxygen.) The fusion of three helium nuclei produces carbon through the triple-alpha process. The rapid onset of helium fusion in the core of a low-mass star is called the helium flash. After this, the star becomes stable and reduces its luminosity and size briefly. In stars with masses about twice the mass of the Sun or less, fusion stops after the helium in the core has been exhausted. Fusion of hydrogen and helium in shells around the contracting core makes the star a bright red giant again, but only temporarily. When the star is a red giant, it can shed its outer layers and thereby expose hot inner layers. Planetary nebulae (which have nothing to do with planets) are shells of gas ejected by such stars, set glowing by the ultraviolet radiation of the dying central star.

星が赤色巨星になると、中心核はやがて、ヘリウムを融合して炭素と、ときには少量の酸素を作り、エネルギーを生み出せるほど高温になる。三つのヘリウム原子核が融合して炭素を作る反応を、トリプルアルファ反応という。低質量星の中心核でヘリウム核融合が急激に始まる現象がヘリウムフラッシュである。その後、星は一時的に安定し、光度と大きさが減る。太陽のおよそ2倍以下の質量の星では、中心核のヘリウムを使い切ると、中心の核融合は止まる。収縮する中心核の周りの殻で水素とヘリウムが融合することにより、星は再び明るい赤色巨星になるが、この段階は短い。赤色巨星は外層を失い、高温の内層を露出させることがある。このような星から放出されたガスの殻が、最期を迎える中心星の紫外線で光るものが惑星状星雲であり、惑星とは無関係である。