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上の写真は超新星です。
 今まで存在していた恒星がその寿命を終え、最後にその銀河全体の明るさにも匹敵するほどの大規模な爆発で明るく輝いて見える現象です。超新星は新しく生まれた星ではなく死を迎えた星の最後の姿なのです。

 星が死を迎える現象ですが、それがやがてまた新しい星の誕生のきっかけになります。超新星爆発の後、その残骸が長い年月をかけ少しずつ集まり新しい星へと姿を変えていき、この太陽系、地球、そして私たち人類が誕生したと考えられています。そのようなことから、超新星爆発は新しい星の誕生の第一歩であるとも言えると思います。


元素はどのようにして出来たかってご存じですか?

 皆さんは金のネツクレスとかブレスレツトとか、金製品のアクセサリーをお持ちだろうと思います。
 我々を魅了して止まないこの金はどの様にして作られたのでしょうかか。もちろん金鉱脈は世界各地にあり日本にもあります。どこで採れたかではなく、どこで作られたか?です。また、身の回りの金属類はどこで作られたのでしょうか?
 「金」は元素のひとつで化学記号では「Au」であり、原子量は196.9665と比較的重い元素です。一番軽いのは「水素」であり、原子量は1.008。その次軽いのは「ヘリュウム」で同4.0026です。酸素は15.999で窒素は14.0067で、ですから水素ガスとかヘリュウムガスを使った風船は空中に浮くんですね。金に限らず我々を取り巻く物質を構成する元素はどのようにして作られてきたのか?。身の回りにあるすべての物質、我々自身の体もですが、実は気の遠くなるような壮大な物語が隠されているんですね〜。と云う話をしてみましょう。

 宇宙が誕生して137億年と云われていますよね。ビックバンに始まる壮大な宇宙
の幕開けです。誕生したばかりの宇宙には「水素」と「ヘリュウム」しか存在しません
でした。太陽が何故あのように光り輝いて我々の地球に降り注ぎ、生命を育んでい
られるのでしょうか。

 太陽は実は「水素」が核融合反応して、あの大量の熱エネルギーが放出されてい
るのです。水素が核融合するとヘリュウムが作られます。太陽の中心部の温度は何
と約1500万度、表面では6000度です。ですからこの温度ではせいぜい水素が核融
合してもヘリュウムしか作れないのです。

 《宇宙の元素は虹に隠されている》と、最初に気づいたのはドイツの[フォン・フラウ
ン・ホーファー 1787〜1826]と云うレンズ技術者なんです。彼は太陽の光をプリズム
を通して虹を作り、顕微鏡で詳細に観察したところ、虹の中に不思議なものを見つけ
ました。
 ドイツ博物館にホーファーが描いたスケッチが残されています。10年にわたる観察
結果のスケッチで、虹の七色に塗り分けられた帯の所々に黒い線が丹念に描かれて
います。その数は574本にものぼります。この黒い線はいったい何を示しているのか。
彼は生涯をかけて必死に調査しましたがそのナゾを説くことは出来なかったのです。
ですが、発見後半世紀のちにそれが判明したのです。実はこの黒い線は元素の存在
を示していたのです。

 様々な検証結果太陽には数多くの元素が含まれるのが判りました。しかし前述した
ように太陽の温度ではヘリュウムしか作れないんですね。何故太陽にはこれほど多く
の元素が存在するのでしょうか。
 元々誕生したばかりの宇宙には水素とヘリュウムしか存在しなかったのは判明して
います。
 事実、銀河系の中心からはるかに離れた所にあるCS22892-052と云う目立たない
星は、水素とヘリュウムの元素以外ほとんど含まれていないのだそうです。この星は
宇宙誕生後まもなく生まれた星であることを物語っています。今現在、宇宙には様々
な元素が存在しています。

 一番軽い水素からもっもと重いウランまで。実は137億年と云う気の遠くなるような
時間をかけて様々な元素を含む宇宙へ進化してきたのです。太陽系が誕生して50億年です。
 大量のチリやガスが空間に漂っていましたが、これらが互いの引力で集まり始め、水素を中心として太陽が誕生しました。太陽系を作り出したチリが隕石に閉じこめられたのが地球上で見つかり、このチリを分析したところ様々な元素が見つかりました。
 例えば、シリコン・鉄・ニッケル・炭素等々、つまり太陽系が作られた時にはすでに様々な元素が存在していた事になります。ではこれらのチリはいったいどこからきたのでしょうか。

 そこが今回のテーマです。
 
 実はこのチリのルーツは星が一生を終え、粉々に砕け散った残骸だったのです。そして前述した地上で見つかったチリは実に30個以上の異なった天体で作られたものでした。これらの元素で太陽系が作られ、我々生物とかいろいろな物質を作ったのです。

 ではどの様に作られたのでしょうか?科学者が注目したのは惑星状星雲です。その一つの例が銀河系の中心近くにある「ダンベル星雲」です。それはチリやガスの集まりであり、中心には小さな星があります。チリやガスはそこから周りに広がっていたのです。これらのチリのガスはかつて中心にあった星が一生を終え、大爆発をおこしたものと考えられます。こと座の「リング星雲」もそうです。10兆kmものガスの広がりが見られます。このような星雲は
銀河系には1000個もあると云います。星の残骸である惑星状星雲は新たな元素を生み出す場でもあったのです。

 しかしこれでも理論上酸素より重い元素は作られないと云う。それは何故でしょうか?。惑星状星雲の元になる星は、最大でも太陽の8倍ほどの質量までと云います。実はこの星の重さが作り出される元素の種類を大きく左右していると云われています。

 次号ではその過程を紹介しましょう。

What's New P5

<ご参考>
 宇宙の年齢は約150億年と云われてきましたが最近、NASA
(アメリカ航空宇宙局)が中心となって進めているWMAP衛星プロジェクトチームで、宇宙年齢が137億歳と非常に精度よく推測することができたと発表しました。

元素の話し。