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太陽は、赤色巨星の段階に続いて太陽は脈動変光星へと進化、その後、太陽は白色矮星となり、最終期には黒色矮星になると考えられている。
白色矮星は核融合を起こさないので熱源がない。エネルギーを失えば、冷えてゆく一方であり、最終的には黒色矮星になると考えられる。しかし、天文観測では、黒色矮星は全く見つかっていない。
熱源を持たない白色矮星が黒色矮星になるのは自然の流れである。しかし、黒色矮星が見つからないことから推測すれば、白色矮星が太陽よりも桁違いに省エネになっている必要がある。
しかし、熱源を持たない白色矮星が、外部への電磁波の放射によってエネルギーを失い冷えていくのであれば、いくら省エネであったとしても限界があると思う。
白色矮星は核融合を起こさないが、表層部には熱対流が存在しており、ダイナモ効果によって磁場を作りエネルギーが外部に逃げてしまう。白色矮星の磁場が弱ければエネルギー損出も少ないと考えられるが、天文観測に於ける白色矮星の磁場は極めて大きいことが分かっている。
白色矮星の極めて強い磁場をダイナモ効果で説明するのは難しい。
白色矮星の極めて強い磁場がダイナモ効果によるものだと仮定すれば、必然的にエネルギーが大量に消費されてしまうので、忽ち、白色矮星の熱量は失われてしまう事になる。
(太陽黒点の磁場は数千ガウスに対して、白色矮星GRW +70 8247(英語版) (GJ 742) は、1970年に放射光の円偏光の検出によって磁場を持つことが確認された[98]。この天体の表面磁場はおよそ3億ガウス (30キロテスラ) であると考えられている 出典: フリー百科事典『ウィキペディア)
これらの事から、熱源を持たない燃えカスの筈の白色矮星が、何やら活動的な磁場発生装置を持っている事が推測できる。
この強力な磁場は、ダイナモ効果で急速に弱まる筈なのだが、まるで、永遠に弱まる事がない永久機関のようになっているのは不思議な事だと思う。
しかし、白色矮星のエネルギー源に超小型実ブラックホールが関与していれば事情が変わって来る。白色矮星は核融合が無いので冷えているが、強力な磁場は弱まることなく放射され続けている。この強力な磁場を生み続ける為には、白色矮星に超小型実ブラックホールがあることが必用不可欠なのだ。
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)
太陽は超新星爆発を起こすのに十分なほど質量が大きくない。20世紀末–21世紀初頭の研究では太陽の主系列段階は約109億年続くとされており、63億年後[56]には中心核で燃料となる水素が使い果たされ、中心核ではなくその周囲で水素の核融合が始まるとされる。その結果、重力により収縮しようとする力と核融合反応により膨張しようとする力の均衡が崩れ、太陽は膨張を開始して赤色巨星の段階に入る[57]。外層は現在の11倍から170倍程度にまで[56]膨張する一方、核融合反応の起きていない中心核は収縮を続ける。この時点で水星と金星は太陽に飲み込まれ[57]、高温のために融解し蒸発するだろうと予想されている。
76億年後には[56]中心核の温度は約3億Kにまで上昇し、ヘリウムの燃焼が始まる[56]。すると太陽は主系列時代のような力の均衡を取り戻し、現在の11–19倍程度にまで一旦小さくなる[56]。中心核では水素とヘリウムが2層構造で核融合反応を始める結果、主系列段階よりも多くの水素とヘリウムが消費されるようになる。この安定した時期はおよそ1億年程度続くとされるが、主系列期の109億年に比べれば1パーセントにも満たない[56]。やがて中心核がヘリウムの燃えかすである炭素や酸素で満たされると、水素とヘリウムの2層燃焼が外層部へと移動し、太陽は再び膨張を開始する[56]。最終的に太陽は現在の200倍から800倍にまで巨大化し[56]、膨張した外層は現在の地球軌道近くにまで達すると考えられる[58]。このため、かつては地球も太陽に飲み込まれるか蒸発してしまうと予測されていたが、20世紀末–21世紀初頭の研究では赤色巨星段階の初期に起こる質量放出によって重力が弱まり[59]、惑星の公転軌道が外側に移動するため地球が太陽に飲み込まれることはないだろうとされている[57][58]。ただし、太陽がどのように膨張し地球がどのような影響を与えるのか正確に予測するのは困難とされる場合もある[60]。
赤色巨星の段階に続いて太陽は脈動変光星へと進化し、これによって外層の物質が四方八方へと放出されて惑星状星雲を作り、10–50万年にわたってガスを放出する[61]。その後、太陽は白色矮星となり、何十億年にもわたってゆっくりと冷えていき[57]、123億年後には収縮も止まる[62]。この進化モデルは質量の小さな恒星の典型的な一生であり、恒星としての太陽は非常にありふれた星であると言える。
黒色矮星[1](こくしょくわいせい、英語: black dwarf[1])とは、白色矮星が冷えて電磁波による観測が不可能となった天体である。ただし、黒色矮星は仮説上の天体であり、その実在は確認されていない。質量が太陽の8倍程度以下の恒星が最終的に行き着く先として、想定されているのみである。白色矮星が冷えて黒色矮星になるために必要な時間は、宇宙年齢よりも長いと考えられている[2]。したがって、現在の宇宙に黒色矮星は存在しないだろうと考えられている。また同様の理由で、最も低温な白色矮星の温度が、宇宙の年齢の観測的な上限の1つと言える[3]。
質量が太陽の8倍程度以下の恒星は最終的に赤色巨星に進化した後、外層部のガスを放出して白色矮星に変わる。もはや白色矮星は核融合を起こさないため熱源が無く、外部への電磁波の放射によってエネルギーを失い冷えていく一方である[3]。こうして徐々に温度が低下して放射量も減少してゆき、最終的に電磁波を使っての直接観測が不可能になった天体が、黒色矮星と定義された[11][12]。
白色矮星はその表面でおよそ100万ガウス (100テスラ) の磁場を持つことが、1947年にパトリック・ブラケットによって予言された。これは彼が提唱した、電荷を持たず自転している天体はその角運動量に比例する磁場を生成するはずであるという物理法則に基づくものである[94]。ときおりブラケット効果(英語版)とも呼ばれたこの仮説は一般に受け入れられず、1950年代までにはブラケット自身もこの説は反駁されたと感じていた[95]:39–43。1960年代には、白色矮星はその前駆体である恒星に存在していた全表面磁束の保存に起因する磁場を持つという説が提唱された[96]。元の恒星の表面磁場がおよそ100ガウス (0.01テスラ) であった場合、恒星が白色矮星となって半径が100分の1になることで表面磁場は集約されておよそ 100×1002 = 100万ガウス (100テスラ) になる[84]:§8[97]:484。初めて発見された磁場を持つ白色矮星はGRW +70 8247(英語版) (GJ 742) であり、1970年に放射光の円偏光の検出によって磁場を持つことが確認された[98]。この天体の表面磁場はおよそ3億ガウス (30キロテスラ) であると考えられている[84]:§8。
1970年以降、200個を大幅に超える白色矮星で磁場が発見されており、その強度は 2×10³ ガウスから 10⁹ガウス (0.2テスラから100キロテスラ) の範囲である[99]。ほとんどの白色矮星は低解像度の分光観測によってその存在が同定されているが、この手法は白色矮星の1メガガウス以上の磁場の存在を明らかにすることができるため、磁場を持つことが知られている白色矮星の個数は多い。そのため、白色矮星の基本的な同定の過程で時折磁場が発見される[100]。白色矮星の少なくとも10%は、100万ガウス (100テスラ) を超える磁場を持つと推定されている[101][102]。