もりもりです。
巨大で真っ赤に燃えたぎる太陽。
もし太陽がなければ暗闇で氷点下の世界になるでしょうね。
もちろん、私たち人類は生きていくことができないでしょうね。
そんな生命のみなもとのような太陽はいつできたのでしょうか?
・ガスのムラが星を誕生させた
・核融合反応と超新星爆発
・原始太陽の誕生
についてお話ししますね。
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星の誕生
ガスのムラが星を誕生させた
宇宙にはところどころに水素などのガスが集まって、雲のようになっている場所があります。
それは、星間ガス(せいかんガス、Interstellar gas)です。
※星間ガスとは、宇宙空間に漂う水素やヘリウムを主体とした気体のことです。
その密度は、平均的には1立方センチメートルあたり水素原子が数個程度という希薄なものであるが、高密度に集積すれば、星雲として恒星が生まれる母胎にもなります。
このガスには濃いところと薄いところがあります。
つまりムラがあるということです。
ガスの濃いところでは、やがて重力によりガスが集まって収縮が起こります。
一度収縮が起こりはじめると、さらに密度が濃くなり重力も強くなります。
ある程度まで収縮が進むと、重力のエネルギーが熱エネルギーとなって温度が上がり、星の赤ちゃん(原始星)ができるのです。
この原始星の温度がさらに高くなり約1000万度になると、星の中心で水素と水素の核融合が起こります。
星の誕生です。
この段階の星を、「主系列星」*1と呼んでいます。
太陽が生まれるきっかけとなったのは、こうしてできた1つの星の爆発(超新星爆発)*2だったと考えられています。
核融合反応と超新星爆発
超新星爆発を起こすような質量の大きな星の内部では、物質が核融合反応を活発に起こしてさまざまな元素がつくられます。
※核融合とは、原子と原子が反応を起こし、別のもっと重い原子になることです。
水素と水素が核融合を起こすとヘリウムになります。
さらに、水素やヘリウムが核融合反応を起こし、鉄などの重い元素がつくられるようになります。
超新星爆発によってこれらの元素が散らばり、新しい星の材料となるのです。
太陽や地球も、このようにしてできた元素を材料にして誕生したのです。
じつは、私たちの体をつくっている物質も星の爆発の名残りなんですよね。
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原始太陽の誕生
爆発の衝撃はまわりのガスにムラを生じさせ、密度の濃い部分が収縮をはじめ星となっていったのです。
原始太陽の誕生です。
宇宙が誕生してから約100億年後のことです。
太陽のまわりで、太陽に吸収されなかったガスは円盤状になり、ガスのなかのチリが集まって微惑星がつくられていったのでした。
これらの微惑星同士が衝突を繰り返し、惑星が形成されていったのです。
惑星のうち、
内側の「水星、金星、地球、火星」は、比較的重い物質ででき、表面が岩石質の惑星となり、外側の「木星、土星、天王星、海王星」は、ガス状の巨大な惑星になったのです。
火星と木星の間にある小惑星帯は、「惑星になりそこねた微惑星の集合」であると考えられています。
小惑星のうち、もっとも大きい「ケレス」は直径が1000キロメートルほどもあります。
現在、太陽は約50億歳。
太陽の寿命は約100億年といわれているから、人間でいえば中高年期に入っているといえる。
あと50億年ほどで、太陽は消滅するということですね。
それまで人類が生きていたなら、どうなってしまうのでしょうか?
星の運命は質量で決まる
恒星とは、太陽のように自ら輝く星のことです。
恒星は大きく分けて重い星と軽い星に分けられます。
ここでは仮に、太陽の8倍以上の質量の星を「重い星」と呼び、それ以下の質量の星を「軽い星」と呼ぶことにします。
太陽は軽い星のなかの1つの星です。
重い星と軽い星では、その一生が違ってきます。
重い星では、水素、ヘリウムと燃焼が進み、炭素、酸素などの、より重い元素がつくられます。
このような核融合が進むと、重い星の中心には鉄の核ができます。
やがて、外周部からの圧力が高くなると、内部に向かって急激な収縮を起こし、最後には超新星爆発が起こります。
爆発のあとには、中性子星が残るか、ブラックホールができると考えられています。
そして、飛び散った破片は新しい星のもととなるのです。
これに対し、太陽のような軽い星では、水素の燃焼が進むと、さらにヘリウムが燃え、いったんは膨張するが、最後には燃えつきて収縮します。
収縮して燃えがらとなってしまった星を「白色矮星(はくしょくわいせい)」と呼びます。
太陽の場合は、約50億年後、膨張して「水星、金星、地球」などを飲み込んだあと、収縮して白色矮星になると考えられています。
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まとめ
太陽は地球を明るく、暖かくしてくれるだけでなく、地球上の生命体にとって命の源なのです。
そんな太陽や星がどのようにしてできたのか?
についてお話させていただきました。
今日も読んでくれてありがとうございました。
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