赤色巨星

恒星の内部には水素の核融合で生じたヘリウムのコア(核)が出来ており、徐々に高温・高密になる。

これが1億度程度になると、次の核融合反応であるヘリウムの燃焼が始まる。最終的に核融合がどこまで進むかは、その恒星の質量による。

以下は、非常に質量が大きく、最後まで核融合が進む場合は次のようになる。

• ⁴He+⁴He→⁸Be
• ⁸Be+⁴He→¹²C
• ¹²C+⁴He→¹⁶O

のように続き、途中α崩壊したりγ線による分解などを経て、⁵⁶Niとなる。

⁵⁶Niはその後β崩壊し陽子2個が中性子に変わって鉄(⁵⁶Fe)となる。鉄はエネルギーが低いので、これ以上の核融合は起きない。こうして進化した恒星の中心には鉄の核ができることになる。

恒星が若い頃は、水素の核融合をエネルギー源とする。やがて中心核の水素が消費し尽くされヘリウムだけとなるが、しかし中心核のヘリウムはまだ核融合を起こさない。そこで、代わりに中心核の周辺にある水素が核融合を始める。

こうなると中心核と外層のバランスが崩れ、重力に膨張する力が勝りはじめて恒星は膨張を始める。中心核は自身の重力で収縮を続け、やがてヘリウムの核融合や、その他の元素の核融合なども続くが、これらは長くは続かず、重力と膨張力のバランスが崩れ、大気は膨張する。

こうして、恒星は赤色巨星となる。太陽も、約77億年後には赤色巨星となり、地球軌道付近まで膨張すると考えられている。