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地球上の重金属や有機物はどこから来たのか

category: 新しい記事6  

太陽系外から飛来した初の天体観測された謎の物体、太陽系外から飛来した
初の天体か=NASA 

(10月31日 REUTERS ロイター)
米航空宇宙局(NASA)は、今月太陽系に
侵入したことが観測された小惑星または彗星
とみられる謎の物体が太陽系外から飛来した
可能性があり、確認されれば地球から観測
された初の恒星間天体であると発表した。
直径400メートルで「A/2017U1」
と名付けられたこの物体は、ハワイ大学の
研究者が大学の望遠鏡を使って発見。太陽系を
周回する天体の軌道のほぼ真上に当たる琴座の方向から飛来するなど、特異な動きを示したことから注目された。 9月2日に
水星の軌道のすぐ外側を通過し、その後太陽の強い重力により急カーブを切った。10月14日に地球から1500マイル
(約2414キロ)の距離に最接近した。 NASAの地球近傍天体研究センターのポール・チョーダス氏は「われわれは
何十年も、この日を待っていた。恒星間を移動する彗星や小惑星が存在し、時折太陽系を通過するという理論は長年あった
が、探知されたのは今回が初めてだ」と述べた。 また、NASAのダビデ・ファルノッチャ氏は「軌道を見ると、この物体
は太陽系外に向かっており、戻ってこないと自信をもって言うことができる」と述べた。 NASAの科学者らは、
A/2017U1が地球から観測された初の恒星間物体であることが正式に確定した場合、国際天文学連合が命名規則
を作成することになるとしている。
中性子の衝突による時空のさざ波中性子星合体の重力波を初観測、
貴金属を大量放出

(10月18日 ナショナル
ジオグラフィック日本版サイト)
ノーベル賞受賞の2カ月前に
検出、約3500人が関わった
大規模観測の物語














ここ2カ月の間、地球の天文学者たちはすっかり興奮状態に陥っている。およそ1億3000万年前に、2つの死んだ星が衝突したこと
で引き起こされた一連の出来事のせいだ。 先日開かれた記者会見で科学者らは、2つの中性子星の衝突によって発生した重力波を
初めて検出したと発表した。 アルベルト・アインシュタインが1916年にその存在を予言した重力波とは、宇宙で発生した非常に
激しい出来事が原因で起こる、時空に生じるよじれやゆがみのことだ。これまでに観測された例はすべて2つのブラックホールが
合体した際に起こったもので、この場合、その場には観測可能な痕跡は何も残らない。しかし今回、約70カ所にのぼる天文台が、
100基あまりの機器を用いて重力波の観測を行い、その発生源を詳細に調べることに初めて成功した。
「これは人類がこれまで一度も見たことのない、まったく新しい現象です」と米カリフォルニア大学サンタバーバラ校のアンディ・
ハウエル氏は言う。 ブラックホールの合体とは異なり、中性子星の衝突からは放射線を帯びた金属性の破片が放出される。これは
望遠鏡で観測可能だ。最終的に約3500人が関わったこの大規模観測の成果は、「Science」や「Physical Review Letters」など
複数の学術誌に発表されている。 今回の観測結果は、長年にわたり唱えられてきた物理学の仮説の証明や、金などの重元素の起源
をめぐる議論の決着に寄与するだろう。(中略)
金や銀はなぜこんなに多いのか
すばやい対応のおかげで、科学者らはこの爆発を電波からガンマ線まで、あらゆる波長域で観測できた。 今回、中性子星の合体が
観測されたことによって、長い間議論されてきた重元素の起源も解明されようとしている。重元素とは具体的には、金やプラチナ
などの貴金属や、LIGOのレーザーの建造にも使われたネオジムなどを指す。これらの金属は、主に巨大な恒星が最後に爆発する際
に、その内部で生成されるとかつては考えられていた。しかし近年の研究で、こうした超新星爆発では、現在宇宙に存在する重金属
に匹敵するだけの量が放出されなかったことがわかってきた。 こうした重い元素を作るには、たくさんの中性子が必要だ。中性子
とは原子核を構成する粒子のひとつで、その名前からも想像される通り、中性子星が破壊されたときに大量に放出される。 今回の
爆発を赤外線で観測したところ、放出された破片には少なくとも地球1万個分の貴金属が含まれていることがわかった。これは現在
宇宙に存在が確認されている量を満たすのに十分な値だ。 一方で、今回観測された出来事には、まだ謎に包まれている部分もある。
たとえば2つの中性子星が衝突した後に残されたものが何なのかは、はっきりとはわかっていない。確かなのは、それが太陽の約2.6
倍の重さの天体だということだけだ。 米アリゾナ大学のフェリヤル・オゼル氏によると、この質量と、できたての中性子星の特徴を
踏まえると、これはほぼ間違いなくブラックホールだという。あるいは異常に大きな中性子星だという可能性もあるが、そうした
存在は物理学的な常識からは考えにくい。

アルマ望遠鏡、巨大ブラックホール周囲に驚くほどマイルドな環境を発見 (2015年2月26日 アルマ望遠鏡 国立天文台
概要 国立天文台の高野秀路氏と名古屋大学の中島拓氏を中心とする研究グループは、アルマ望遠鏡を用いて渦巻銀河M77の観測
を行い、その中心部に存在する巨大ブラックホールのまわりに有機分子が集中して存在することを初めて明らかにしました。
こうした分子はブラックホール周囲では強烈なエックス線や紫外線放射によって壊されると考えられていますが、今回の観測成果
は大量の塵とガスによってエックス線や紫外線がさえぎられている領域があることを示唆しています。この成果は、高い感度と
幅広い周波数帯の電波を一度に観測できる能力を兼ね備えたアルマ望遠鏡ならではの成果であり、謎に包まれた巨大ブラック
ホール周辺の環境を理解するうえで非常に重要な発見と言えます。
アルマ望遠鏡による観測 (前略)今回の観測で、分子によってその分布はさまざまであることがわかりました。一酸化炭素は
主にスターバースト・リングに分布している一方で、シアノアセチレン(HC3N)やアセトニトリル(CH3CN)など5種類の分子
は活動銀河核のまわりに集中していました。また硫化炭素(CS)やメタノール(CH3OH)はスターバースト・リングと活動銀河
核のまわりの両方に存在していることがわかりました。活動銀河核のまわりに集中していた5種類の分子がM77においてこれほど
高い解像度で観測された例はこれまでになかったため、アルマ望遠鏡による今回の観測で初めてその分布が明らかになりました。
「原子の数が多いアセトニトリルやシアノアセチレンが活動銀河核のまわりに豊富に存在していることは、まったく予想外の結果で
した。」と、中島氏は語ります。活動銀河核にある巨大ブラックホールは強大な重力で周囲の物質を引き寄せ、集まってきた物質は
ブラックホール周辺環境ブラックホールのまわりに円盤を作ります。
この円盤は非常に高温になるため、強烈な
エックス線や紫外線を放射します。原子が
多く結合した有機分子が強いエックス線
や紫外線にさらされると、原子間の結合が
切れ、分子は破壊されてしまいます。この
ため、活動銀河核のまわりは有機分子に
とっては存在が難しい環境だと考えられて
いました。しかし今回のアルマ望遠鏡に
よる観測では、その予想に反して、有機
分子が活動銀河核のまわりに豊富に存在
していたのです。


ALMA(ESO/NAOJ/NRAO), S. Takano et al.,NASA/ESA Hubble Space Telescope and A. van der Hoeven
(左)アルマ望遠鏡とハッブル宇宙望遠鏡で観測した、渦巻銀河M77の中心部。
アルマ望遠鏡で検出されたシアノアセチレン(HC3N)の分布を黄色、硫化炭素(CS)の分布を赤、一酸化炭素の分布を青で示
しています。シアノアセチレンが活動銀河核のまわりに多く存在しているのに対し、一酸化炭素は主にスターバースト・リング
に分布していることがわかります。また、硫化炭素は活動銀河核のまわりとスターバースト・リングの両方に分布しています。
(右上・右下)アルマ望遠鏡とハッブル宇宙望遠鏡の撮影結果を並べた画像


宇宙では星の燃料は水素で、水素が燃えたあとにできるのがヘリウムです(水素が燃えた
と言っても、酸素と化学反応を起こして水ができたという意味ではなく、水素がヘリウム
になるときの核融合反応によりエネルギーが放出されたという意味です)。太陽は約46
億年前に誕生したと考えられていますが、あと50~70億年もすれば(まだまだですが)、
水素がなくなってヘリウムが核融合をはじめ、炭素ができます。太陽程度の質量ですと、
炭素ができたところで終わります(白色矮星)。太陽の10倍以上の質量がある星ですと、
核融合がどんどん進んで中心に鉄ができます。鉄が核融合すると、発熱しないどころか
大きな吸熱により中心の温度が低下。これにより、中心核での圧力が一気に下がって、
大爆発が起こります。太陽の10~20倍程度の質量がある星ですと、その後、中性子星
が残ります。それより質量が大きな星ですと、ブラックホールができます。
この話を聞くと様々な疑問が湧いてきます。地球には鉄より重い元素が多くあります。
ウラン235のような放射性物質まであるのです。いくら巨大な恒星が消滅したとしても、
鉄より質量数の大きな原子がこれほどできるものなのでしょうか。また、もし、非常に
大きな星が最後を迎えて(大きな星ほど寿命は短い)、鉄より質量数の大きな原子が
大量にできたとしても、それらの原子は、中心にできたブラックホールにすべて飲み
込まれてしまうのではないでしょうか。地球上には金や銀があるのに、太陽系の近くに
にブラックホールがあるという話は聞きません。
このような疑問は、解決に向かっているようです。どうも、中性子星の合体により、
重金属がたくさんできているようなのです。そして、そこにブラックホールができたと
しても、すべてのものがのみこまれてしまうわけではありません。ブラックホールから、
大量の物質が吐き出されているのです。そして、そのとき有機物がつくられているよう
なのです。あと、このブラックホールがなくなってくれれば、太陽系の環境が整います。
きっと、なくなるブラックホールもあるんでしょうね。いや、ブラックホールはなくな
らないということなら、地球が冷えたあと、太陽系外から飛来した天体が、地球の表面
に大量の有機物をもたらしたという可能性もありそうです。
この広い宇宙に、地球のような星は、意外に多く存在するのかもしれませんね。





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龍女「みなみ」からあなたへの
不思議なメッセージ集
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不思議の国の「みなみ」
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「みなみ」 今月のメッセージ

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受け入れたのは、
あなたがた自身。

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舞尾 空

Author:舞尾 空
・性別:男
・年齢:48歳
・職業:サラリーマン
・血液型:O型

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