シリウスB

シリウスBは白色矮星であり、地球の夜空で最も明るい星であるシリウスA （「犬星」としても知られる）の暗い伴星で、おおいぬ座に位置しています。^{[ 10 ]}

シリウスは白色矮星であり、燃料を使い果たした中間質量星の残骸で、地球に最も近い例です。シリウス連星系の伴星であり、その「A」星は夜空で最も明るい星です。^{[ 11 ]}一方、シリウスBは光度が太陽のわずか2%しかないため、肉眼では見えません。シリウスは太陽から5番目に近い恒星系で、8.6光年離れています。^{[ 10 ]}

シリウスBは、他の白色矮星と同様に高密度です。その大きさは地球と同程度ですが、質量は太陽に匹敵します。^{[ 12 ]}シリウスBは、約1億年前まで存在していた5太陽_質量の恒星の残骸です。シリウスBの現在の温度は25,000 K （24,700 °C、44,500 °F）で、シリウスAの2.5倍、太陽の4倍以上です。核融合によるエネルギー生成はもはや行われておらず、残りの熱が時間とともに宇宙空間に逃げていくにつれて冷えていきます。    

シリウスBは太陽系に近いため、過去数十年にわたり、系外惑星の発見を目指した多くの研究の対象となってきた。しかし、これまでの研究でシリウスBの周囲に惑星が発見された例はないものの、現在の観測では惑星構造の可能性を完全に否定することはできない。

白色矮星は、燃料を使い果たした中間質量星（太陽など）の残骸です。^{[ 13 ]}星は、 4つの水素原子核が1つのヘリウム原子核に核融合することでエネルギーを生成します。放出されたエネルギーは、星から放射されるエネルギーと釣り合い、星を静水圧平衡に保ちます。最終的に、中間質量星では、中心部の水素が枯渇し、外層が膨張し始め、星は赤色巨星となり、元の大きさの数十倍から数百倍になります。重力に抗して中心部を維持するエネルギー生成がなくなると、中心部は縮小します。その後、中心部を取り囲む殻で水素の核融合が始まり、中心部の温度が十分に高くなると、ヘリウムが炭素に核融合します。進化の最終段階では、星は外層を放出し、縮退した中心部だけが残ります。^{[ 14 ]}

白色矮星は核融合によってエネルギーを生成せず、残存する熱を放射して時間とともに冷却されます。^{[ 14 ]}ほぼすべての熱が放出されると、白色矮星になりますが、これには10兆年以上かかると予想されており、現在の宇宙の年齢である140億年をはるかに超えます。白色矮星は1立方センチメートルあたり10万グラムから1億グラムという非常に高い密度を持ち、^{[ 15 ]}ティースプーン一杯の白色矮星物質は5.5トンの重さになる可能性があります。^{[ 14 ]}最も小さく、最も質量が大きい白色矮星の1つはZTF J1901+1458で、太陽の1.3倍以上の質量を持ちながら、半径はわずかです。 月と水星の間、2,140 km。^{[ 16 ]}プロキオンBやファン・マーネン2のような他の典型的な白色矮星_は^、それぞれ質量が0.6 ^{[ 17 ]}と0.7太陽質量（M☉）^[ ₁₈ ^]、半径が約0.012 ^{[ 19 ]}と0.011太陽半径（R☉）^{[ 18 ]}である。^{[ b ]}

シリウスBの発見は19世紀半ばに遡る。1844年8月10日付の手紙で 、ドイツの天文学者フリードリヒ・ヴィルヘルム・ベッセルは、シリウスAの見かけの動きが変化するという、それまで観測されたことのない現象を発見した。これが、シリウスに目に見えない伴星が存在するという最初の兆候だった。^{[ 20 ]}かすかな伴星であるシリウスBは、1862年1月31日にアメリカの望遠鏡製作者で天文学者のアルバン・グラハム・クラークによって初めて観測された。^{[ 21 ]}これは、ディアボーン天文台用の口径18.5インチ（470mm ）の大型屈折望遠鏡のテスト中に起こった。この望遠鏡は当時存在した屈折望遠鏡レンズの中で最大級のものであり、米国最大の望遠鏡でもあった。^{[ 22 ]}シリウスBの観測は3月8日に小型望遠鏡で確認された。 ^{[ 23 ]}   

1915年、ウォルター・シドニー・アダムスは、マウント・ウィルソン天文台の60インチ（1.5メートル）反射望遠鏡を用いてシリウスBのスペクトルを観測し、それがかすかな白色の星であると判断した。^{[ 24 ]}これにより天文学者たちは、それが白色矮星であると結論づけた。これは40エリダニBに次いで2番目に発見された白色矮星である。^{[ 25 ]}  

シリウスAが近くにあり、その光がシリウスBを凌駕するため、20世紀におけるシリウスBの観測は困難であった。特に、半径や温度などの物理的特性の測定は、これらの干渉のために極めて困難であったが、質量は連星の軌道から比較的容易に測定できた。しかし、紫外線波長ではシリウスBはシリウスAよりも明るく、20世紀後半に極端紫外線探査機（EUVE）や国際紫外線探査機（IUE）などの紫外線衛星が開発されたことにより、これらの特性の精密な測定が可能になった。1998年、天文学者たちはEUVEとIUE衛星の分光測定を組み合わせて、温度を導出した。25,000 ± 35 K 、表面重力は 10^{8.51 ± 0.04 cgs} 、精度は以前の観測よりもはるかに高い。1年前、ヒッパルコスミッションは視差からシステムまでの距離を直接測定し、 2.637 ± 0.011パーセク(8.601 ± 0.036光年)という値を得た。これは以前の測定値より 20% 向上している。紫外線データと合わせて、半径は    0.0084 ± 0.000 25 R _☉  . ^{[ 7 ]}

シリウスBの質量は、_ケプラーの第3法則 における質量、軌道周期、軌道長半径の関係に基づいて測定できる。1910年の最初の測定では、 0.94 M☉という値が得られた。^{[ 26 ]}これは現代の測定値とそれほどかけ離れていない。2017年の複数の観測を組み合わせた測定値では、 1.018 ± 0.011 M☉ _。 ^{[ 6 ]}シリウスBの質量は_、既知の白色矮星の 中で最も質量が大きいものの1つであり、平均0.6 M☉のほぼ2倍である。^{[ 27 ]} 

シリウスBの半径は太陽半径の 0.008098 ± 1.6%倍^{[ 6 ]}で、5,635km （3,501マイル）または地球半径（6,378km）の0.88倍に相当します。これはプロキオンBやファン・マーネン2などの他の白色矮星よりもかなり小さいです。白色矮星は、その構造上、質量が大きいほど小さくなるという珍しい性質を持っているため、小さい白色矮星の方が大きい白色矮星よりも質量が大きくなります。^{[ 28 ]}シリウスBの質量と半径は、重力赤方偏移からも測定でき、その結果、1.017 M☉と0.00803 _R☉の値が得られます_。^{[ 29 ]}     

白色矮星は熱を発しないため、時間とともに冷えていくので、現在の温度まで冷えるのにかかった時間、いわゆる「冷却年齢」を計算することで、白色矮星としての年齢を推定できます。シリウス Bの質量は1.02太陽_質量、温度は25,000 Kまたは℃です^{[ 8 ]。}これは太陽の5,772 K （5,499 ℃）^{[ 30 ]}やシリウスAの9,845 K（9,572 ℃）^{[ 31 ]}と比較するとかなり高い値です。この方法から、1億2,600万年という年齢が得られます。これは、この星系全体の年齢2億3,000万年の約半分にあたります^{[ 6 ]。}残りの半分は、星が燃料を燃焼して白色矮星になるまでの時間です。      

 理論計算によると、シリウスBの祖先の質量は質量は太陽の5.0 ± 0.1倍で、 ^{[ 6 ]} B5V型のB型主系列星であったと推定されている。 ^{[ 32 ] [ 33 ]}質量が大きいということは、シリウス BはかつてシリウスAよりも明るく 、中心部の水素をはるかに速く燃焼していたことを意味する。また、この系の質量が大きいということは、軌道が小さかったことを意味し、近星点距離は1.5～1.6 AUの間であったと予測されている。赤色巨星期には、シリウスBは太陽の数百倍の大きさに膨張し、伴星を飲み込むことはなかったものの、シリウスAに質量を移動させた可能性がある。^{[ 6 ]}   

シリウス Bは、前駆星でのヘリウム核融合によって生成された炭素-酸素混合物が主成分です。^{[ 8 ]}この上にはより軽い元素の層が重なっており、表面重力が高いため物質は質量ごとに分離されています。^{[ 34 ]}シリウス Bの外層大気は現在、質量が最も小さい元素である水素がほぼ純粋で、スペクトルには他の元素は見られません。^{[ 35 ]}

シリウスBは、その周りを公転する系外惑星を探すための複数の調査の対象となってきた。検出方法には、視線速度モニタリング、直接撮像、および位置天文学的方法が含まれるが、系外惑星は検出されていない。^{[ 36 ]} VLT/SPHEREやハッブル宇宙望遠鏡などの機器による高コントラスト撮像により、数AUの距離で約10～ 35MJ_を超える質量の巨大惑星は除外されている。 ^{[ 37 ]} Gaia DR3の位置天文学的測定では、伴星シリウスAによって完全に説明できる場合もできない場合もある加速が示されており、0.5～1.3AUの距離で1～2MJ未満の未検出の惑星は_除外できない。^{[ 38 ]}他の白色矮星の周りには複数の系外惑星が発見されており、その最初のものはPSR B1620−26 bであった。^{[ 39 ]} 

• おおいぬ座の星一覧
• 最も近い星のリスト

• NASAの今日の天体写真：X線で捉えたシリウスB（2000年10月6日）
• 「シリウス・マターズ：エイリアンとの接触」。チャンドラX線センター。2000年11月28日。 2021年3月21日取得。
• サンキー、ジョン。「Getting Sirius About Time」。www.johnsankey.ca 。2020年2月21日のオリジナルからアーカイブ済み。 2021年3月21日取得。