冬の夜、天頂近くで黄色っぽく明るく輝く星があります。ぎょしゃ座のカペラです。ほぼ頭の真上まで昇るため、冬の星のなかでも見つけやすい一等星です。
肉眼では、たったひとつの星に見えます。ところがこの一点の光は、実は太陽によく似た色の巨星が2つ、たがいのまわりを回り合っている姿なのです。
カペラとは？｜黄色く輝く冬の一等星
カペラは、ぎょしゃ座のα星です。見かけの等級は0.08等で、全天では6番目に明るい恒星です。地球からの距離はおよそ43光年と、一等星のなかでは比較的近い星です。
色は黄色。これは表面温度が太陽に近いことを示しています。星の色は温度計のようなもので、温度が高い星は青白く、低い星は赤く、その中間の約5000〜6000度あたりで黄色く見えます。カペラの黄色は、太陽に近い表面温度をもつ星であることの証です。
ところがカペラは、太陽とは決定的に違う姿をしています。ひとつは「巨星」であること。もうひとつは、その巨星が「2つある」ことです。
ひとつに見えて、実は2つ｜連星というしくみ
カペラの正体は連星です。連星とは、2つ以上の星がたがいの重力で結びつき、共通の重心（2つの星のつり合いの中心）のまわりを回り合っている星のことです。夜空の恒星の多くは、こうした連星や多重星として存在しています。
カペラの主役は、太陽の約2.5倍前後の質量を持つ黄色い巨星が2つ（2つの重さはわずかに異なります）。表面温度は約5000度と約5700度。太陽の約5800度と比べると、片方はやや低く、もう片方はほとんど同じ値です。私たちが見ている黄色は、この2つの光が重なった色でした。
この2つは非常に近く、たがいのまわりを約104日という短い周期で回っています。2つの間隔は太陽と地球の距離ほどしかなく、地球から見ると近すぎて、どんなに目をこらしても1つの点にしか見えません。
では、なぜ2つだとわかるのか。ひとつは「分光連星」としての手がかりです。星の光を分解してスペクトルを調べると、2つの星がこちらへ近づく側と遠ざかる側で光の波長がわずかにずれ、周期的に揺れます。この揺れから、そこに2つの星があることが読み取れるのです。さらに近年は、複数の望遠鏡を組み合わせて分解能を高める干渉計によって、2つの星が回り合う様子が直接とらえられています。
なぜ「巨星」なのか｜太陽の未来を映す姿
カペラの2つの星は、それぞれ太陽の10倍前後の直径にふくらんだ巨星です。質量は太陽の2.5倍ほどしかないのに、なぜこれほど大きいのでしょうか。
理由は、星の一生の段階にあります。星は中心部で水素を核融合させている「主系列星」の時期、安定して輝きます。太陽もいまこの時期にいます。しかし中心の水素を使い果たすと、星は構造の均衡を失い、外層が大きくふくらんで巨星へと姿を変えます。
カペラの2つの星は、主系列を終えて膨張した段階に入っています。太陽より少し重い星が、燃料を使い切って膨張した姿。それがカペラです。数十億年後、太陽もまた同じように膨らみ、巨星（赤色巨星）へと進化します。カペラは、太陽の未来をひと足先に見せてくれる星でもあるのです。
今夜、頭上のひとつの光を見上げる
冬から早春（12月から3月ごろ）の宵、天頂近くを見上げると、黄色く明るいカペラが見つかります。五角形のぎょしゃ座のいちばん明るい星がそれです。ほぼ真上まで昇るので、都市部でも比較的見やすい星です。
肉眼では、その光はまぎれもなくひとつの点です。けれどその一点の奥では、太陽の親戚のような黄色い巨星が2つ、太陽と地球の間ほどの距離で、104日ごとにたがいを一周し続けています。
ひとつに見える光が、実は回り合う2つの星だと知ると、頭上の何気ない星が、少し立体的に見えてくるはずです。
まとめ
カペラは冬の天頂近くで黄色く輝く一等星で、その正体は太陽の約2.5倍の質量を持つ黄色巨星が2つ、104日周期で回り合う連星系です。近すぎて肉眼では1点にしか見えませんが、分光観測や干渉計によって2つの星の存在が確かめられています。
黄色い色は太陽に近い温度を、巨星という姿は主系列を終えた進化段階を示しています。カペラは、太陽の未来を映す鏡のような星でもあります。
今夜、頭上のひとつの光を見つけたら、その奥で回り合う2つの星を思い浮かべてみてください。
参考文献
- Star Facts｜Capella
- Torres, G., Claret, A., Pavlovski, K., & Dotter, A. (2015). Capella (α Aurigae) Revisited: New Binary Orbit, Physical Properties, and Evolutionary State. ApJ, 807, 26.
