ヘリウム新星の進化

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二つの白色矮星からなる連星系では,重力波の放出に伴って連星系の角運動量が失われて行き,系のサイズが小さくなってゆくため,ある段階で質量の小さい方の白色矮星がその臨界ロッシュローブを満たし,質量の交換が始まる。白色矮星の半径は質量が小さいほど大きい性質を持っているので,この質量交換はすべての質量が最初に質量の大きかった白色わい星の重力圏に移動するまで止まることはない。つまり,二つの白色わい星が一つの星に合体することが考えられる。この過程に対する近似として,ヘリウムを降着する白色矮星の進化計算を行った。白色わい星の質量は0.4太陽質量(M_<【of sun】>)とし,降着率は10^<-6>M_<【of sun】>/yと10^<-7>M_<【of sun】>/yの場合を考えた。その結果,次のようなことがわかった。ヘリウムの降着がある程度進むと,外層でヘリウム燃焼が急激に始まり,熱パルスが発生し,ヘリウム新星現象が起こる。その際、星の半径が増大しその星はHR図上巨星領域に入る。その後,ヘリウム燃焼を起こしている層は,熱パルスを繰り返しながら中心へと移動してゆき,最終的には中心に到達する。そのときの星の構造はヘリウム主系列星の構造に近いものとなる。ヘリウム燃焼の点火から,中心でヘリウム燃焼が始まるまでの時間は,最終的な質量によって異なるが,50万年から数百万年程度であった。このような星は,中心付近でヘリウムを消費しつつある期間は、ヘリウム星の一種であるsdO型星として、観測されることが期待される。また、中心付近でヘリウムを消費し尽くした後,このような星は再び白色矮星へと進化していくことが予想される。