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ブラックホール

Photo色鉛筆画

油井宇宙飛行士が地球に帰還、宇宙滞在142日。

7月23日にソユーズ宇宙船で初飛行しました。

ISS宇宙滞在は、141日と16時間です。

油井亀美也(ゆい・きみや)宇宙飛行士さん達3人は、

ロシアのソユーズ宇宙船「TMA-17M]の帰還カプセルで、

11日午後7時過ぎに、カザフスタン中央部の雪原に無事着陸。

滞在中は、さまざまな科学実験に取り組んできました。

沢山の星がきらめく果てしない宇宙、

銀河の中心に有るといわれるブラックホール?

この、宇宙の不思議に思いを寄せる。

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● ブラックホールの誕生

  質量が太陽の約8倍以上の場合、

  中心部で核融合によって次々に重い元素ができる。

  最終的に鉄からなる中心核が作られます。

  鉄の原子核は結合エネルギーが最も大きく、

  そのため、これ以上の核融合反応が起こらなくなる。

  やがて、星の中心部は熱源を失い重力収縮が始まる。

  収縮が進み鉄の原子核同士が重なり始める。

  陽子と電子が結合して中性子に変化する。

  中心部は、ほとんど中性子だけからなる核になる。

  核全体が中性子の縮退圧によって支えられるようになり、

  重力収縮によって核に降り積もる物質が、跳ね返され衝撃波が発生し、

  超新星爆発が起きる。

  爆発の後には中性子からなる核が中性子星として残る。

  この段階で、質量が太陽の30倍以上ある場合には、

  自己重力の強さにより中性子が潰れ始める。

  超新星爆発が起きたものの、核が収縮をし続ける。

  この段階になると収縮を押し留めるものは、何も無く永久に縮み続ける。

  こうして、小さく収縮した天体がブラックホールといわれる。

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  地球から39億光年離れた銀河で、太陽のような恒星(こうせい)が

  ブラックホールに吸い込まれ、ジェットが噴き出た様子 (CG映像)

  この時のブラックホールの半径は5000万キロメートル前後、

  星が吸い込まれた際に出る強いX 線の光を観察することに成功

  ※ 画像はCGで映像化

● 太陽120億個分の質量を持つ、超巨大なブラックホールが発見された。

  過去最大のブラックホールでは無いが、驚くべきことは成長の早さ

  ビックバンからわずか8億7500万年、わずか6%の時点であった。

  これまでは周囲のガスや星を吸い込みながら、ゆっくり成長すると

  考えられていましたが、このような急成長では説明がつかない。

● 宇宙での 「金」 の生成

  ① 赤色巨星内で合成される過程で生成されるのか?

    中性子束が低いため反応断面積が小さく重元素は生成できない。

    太陽もあと約50億年もすれば赤色巨星と化し、白色矮星に変化する

    太陽質量の約8倍よりも重い星の場合に、核融合の灰として

    重元素の中心核ができます。

    太陽くらいの大きさが、赤色巨星になっても金のような重元素は

    生成されない。

  ② さらに巨大な恒星(こうせい)が寿命を終え、超新星爆発を起こす際?

    爆発の際に発生したニュートリノが、中性子を陽子に変えてしまう。

    そのために、重元素は生成しにくいことがわかってきました。

  ③ 最新の研究では?

    強い重力によって中性子の密度が非常に高くなった中性子星が

    合体する過程で、白金や希土類(レアアース)といった元素と

    ともに 「金」 も大量に合成される可能性が高いことが判明しました。

  ※ 金は地球全体の地殻内にも広く分布している。

    存在比は0.003g/1000kg程度(0.003ppm)

    海水中にも金は含まれていて、割合は1000kgあたり

    0.1-2㎍ (1×10‾⁴ ×10‾³ ppb)程度

    宇宙で作られた「金」が、地球にも届き手にすることができます。

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オーストラリアで金属探知機により発見された金塊。

● 宇宙での 「ダイヤモンド」 の生成

  宇宙には無数の白色矮星が存在します。

  白色矮星は、その成分の大半が酸素と炭素でできています。

  白色矮星の密度は、1立方センチメートル当たり1トン~10トンと

  非常に重い天体です。

  その重力により、表面近くでも非常な高温と高圧になっている。

  その質量の大半を占める炭素は、必然的にダイヤモンドへと

  結晶する可能性は大きい。

  太陽もまた、赤色巨星から地球ぐらいの大きさの、炭素からなる

  白色矮星へと収縮していくと考えられ、巨大なダイヤモンド結晶の

  鬼である星に変貌すると考えられています。

  ※ 50光年離れたケンタウルス座にある直径4000kmの白色矮星

    が巨大なダイヤモンド結晶になっていると言われる。

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今世紀最大のダイヤモンド原石、1111カラット。

ボツワナ中部のカロウェ鉱山で機械によって採掘。

 

 

 

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