惑星進化論: 重力と核融合反応の釣り合い？

質問させていただきます。
地学の参考書で惑星の誕生と進化を勉強しています。
星が｢収縮する力｣と｢膨張する力｣の釣り合い加減で星が大きくなったり小さくなったりするようです。
主系列星→巨星への進化について疑問があります。
中心核のヘリウムが収縮を続け、ヘリウムの核融合が始まると炭素や酸素が発生します。この時一時的に星の大きさは収縮して太陽の10倍程度になるそうです。そして炭素や酸素の核が大きくなってくると再び膨張を始めると書いてありました。
私は｢炭素や酸素原子は重いから重力が大きくなり収縮する｣のかな？と思いましたが、それだとふたたび膨張を始める原因が分かりません。

参考書には『核融合反応が始まると重力が強まる』と書いてありました。核融合反応は｢膨張する力｣であって重力と関係あるのでしょうか。（そのため、一応｢核融合反応で重い原子が発生するから重力が強まるのかな？｣と考えてみました。しかしそれでは炭素や酸素の核が大きくなった後に巨星が膨張し続ける理由が分かりません）

質問よろしくお願い致します。

質問者からの補足コメント

• すみません、主系列星→巨星ではなく、巨星→白色矮星の進化についての質問でした。

    補足日時：2017/06/30 17:43

No.3 ベストアンサー 回答者： satoumasaru 回答日時： 2017/07/01 02:18

はじめまして、

最初にお聞きしますが表題に「惑星進化論」とありますが「恒星進化論」のまちがいですよね。
このご質問は、補足コメントでは「主系列星→巨星ではなく、巨星→白色矮星の進化についての質問」とされていますが、このご質問内容はどうみても主系列星から巨星への進化についてご質問されているようですが……
質問をいくつかにわけて回答させていただきます。

＞私は｢炭素や酸素原子は重いから重力が大きくなり収縮する｣のかな？と思いましたが、それだとふたたび膨張を始める原因が分かりません。

核融合の仕組みはご存じのとおりです。軽い原子核が融合して重い原子核になり、その際にエネルギーをだすというものですね。よく恒星は核融合エネルギーで輝いているといわれますが、星全体で核融合をしているわけではありません。水素の原子核（陽子）が最終的にヘリウム原子核（陽子２中性子２）に変わるのですが、陽子はご存じのとおりプラスの電荷をもっています。ですから陽子と陽子は反発するのでこれを核融合させるのは、陽子にスピードをもたすこと、陽子相互の距離をすくなくすること、いいかえれば高温・高圧の条件が必要です。ですから核融合は星の中心部でしかできません。そうして中心部にヘリウムがたまっていき、こんどはヘリウムが収縮します。

そうなるとどうなるか、高温・高圧にさらに圧力をかけることになりますので、さらに高温になります。すると星はご存じの通りガス体ですので温度が高くなれば中心核以外はむしろ膨張をして巨大化していきます。収縮するのはあくまで中心核のヘリウムだけなんです。そしてさらに高温になるので星は巨大化していきます。しかし中心部はどんどん高温になりますが星が巨大化するために表面温度はむしろ下がり赤色になります。それが主系列星から赤色巨星になるということなんです。さらにヘリウムが圧縮されるとヘリウムにも火がつき炭素がつくられます。太陽程度の質量では炭素までしかできませんが、よりも巨大な星では炭素がさらに核融合しさらにはどんどん巨大化していきます。

赤色巨星から白色矮星への進化ですが、赤色巨星の外層は恒星の中心からの距離が遠くて重力が弱いために、徐々にガスが周囲に流出し、恒星は外層を失っていきます。こうして外のガスを失って中心核だけになったものが白色矮星です。太陽よりももっと質量の多い星は、核融合がさらにすすみ、最後には中心核で鉄までつくりますが、最後にこの鉄が分解されて一挙にエネルギーが減るため外周部の物質が押しつぶされ、そしてそれがコアにあたって飛び散るという超新星になります。超新星の残骸が中性子星やブラックホールですね。

なにか不明な点があれば私の知っている範囲でお答えしますよ。

恒星進化論
https://oshiete.goo.ne.jp/qa/9819506.html

No.4 回答者： Tacosan 回答日時： 2017/07/03 15:21

「すみません、主系列星→巨星ではなく、巨星→白色矮星の進化についての質問でした」と補足してるけど, 本質は「主系列星→巨星」でも「

→漸近巨星分枝星」でも同じはず. で本文の「それだとふたたび膨張を始める原因が分かりません」ですが, では「ヘリウムコアが大きくなってくると膨張する」ことについて説明をお願いできますか?

No.2 回答者： SSTTraditional 回答日時： 2017/06/30 19:05

Why is the Solar System Flat

上の動画で惑星の生成過程がスパコンのシミュレートで現されています。
しかし、コンピューターのシミュレートは提示された条件＆プログラマでいかようにも変わります。
条件＆プログラマしだいで真逆も起こる。

星はいかように生成されたかは誰にも分かりません。
お前が習っている参考書は頭がおかしい人間が記述したものである。
理解しない者が多々あるが、そう断っておこう。

No.1 回答者： doc_somday 回答日時： 2017/06/30 19:01

＞星の大きさは収縮して太陽の10倍程度になる

ちっとも収縮してないでしょ。
面倒ですが、元素が融合する時の発熱は鉄が出来るまで無視しても構いません、鉄が出来ると新星が起き、白色矮星へと収縮するとともに外殻が吹き飛ばされます。大きくなれば、中性子星、ブラックホールへと寿命が変わります。ですが何が起きても、最後に一番沢山残るのは燃えなかった水素なのです。