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超新星爆発が地球の生命誕生の素を創造するエネルギー拡散源

太陽より巨大な質量を持つ恒星がその一生を終える時に起こす大爆発。
その現象を「超新星爆発」と呼びます。

超新星爆発の威力は凄まじく、爆発時に放出されるエネルギーは太陽の数億倍にも達すると言われています。

そんな星の最期である超新星爆発は、我々生命にとっては”命の素”を創造主であるとの事。

しかも、太陽系誕生にも超新星爆発が大きく関わっている事も最近の研究で判明しています。

今回は、この超新星爆発がもたらす宇宙の創造についていくつか調べてみました。

星が一生を終えると何故大爆発を起こすのか?

太陽のような自ら燃えている星の事を恒星と呼ぶ事はご存じと思います。

そしてその恒星が”燃える”ためのエネルギーになっているのが熱核融合。

この核融合による外側へ膨らもうとするチカラと、自重による内部へ落ち込むチカラ。

つまり、内と外の絶妙な重力バランスが保たれることにより、恒星は正常に燃え続けることが出来ています。


「画像参照:Wikipedia」

そんな外側へ膨らむチカラである熱核融合反応に必要な燃料になっているのは水素元素です。

水素が核融合を起こすとヘリウムが生成され、
その時に発生するエネルギーで恒星は燃え続けています。

しかし、燃料である水素も無限にあるわけではなく、いづれは尽きてしまいます。

水素から核融合で作られるのがヘリウム。
水素が無くなると次にヘリウムが核融合を起こし、今度は炭素が作られて行く。

といったように、少しずつ重い元素が作られて行き、最後には最も重い元素である鉄が生成されます。

最も重い元素の鉄は核融合反応は起こさないため、この時点で外側へ膨らむチカラは停止してしまいます。

するとどうなるのか?

自重に耐え切れなくなった恒星の重力は、一気に内側へ落ち込む重力崩壊を起こし、その反動による衝撃波で大爆発が発生します。

これが超新星爆発で、爆発の威力は凄まじく、
太陽が一生かかって放射した熱エネルギーを、一瞬で放出するほどだと言われています。



なお、全ての恒星が超新星爆発を起こすのではなく、太陽質量の8倍以上が超新星になり、
30倍以上の恒星ともなると、超新星爆発を起こした後、
あまりにも巨大な質量のため、全ての物質を圧し潰してしまったブラックホールに変貌すると考えられています。

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超新星爆発を起こさない太陽が寿命を終えるとどうなるのか?

太陽の寿命は約100億年と言われており、現在はその半分ほどの約46億年だと考えられています。

今から数十億年後の未来、寿命が近づいた太陽は膨張し、
おそらく半径1憶キロを超える赤色巨星に変貌すると考えられています。

半径1憶キロ以上となると地球の公転軌道にも及ぶワケで、このとき地球は太陽に飲み込まれてしまうでしょう。

赤色巨星になった太陽も核融合反応が停止すると重力で収縮に転じますが、超新星爆発を起こすほどのエネルギーはなく、太陽を形成していたガスはやがて宇宙へ四散して行き、最後には中心に残った電子の縮退圧によって支えられた地球ほどの大きさになる超高温の天体・白色矮星となり、そしてさらに長い年月を経て冷えて行き黒色矮星になるのでは?と考えられています。


「画像参照:大きさは地球サイズだが質量は太陽レベルの白色矮星シリウスb(中央)のイメージ図(Wikipediaより)」

ちなみに、白色矮星から黒色矮星に変わるのに数百億年かかると考えており、現在宇宙の年齢が約130億歳だとすると、黒色矮星は未だ宇宙には存在しないことになります。

星の死から生み出される生命の素

星の熱核融合によって、最も軽い元素である水素から、ヘリウム、炭素、酸素、ネオン、マグネシウム、ケイ素といった重い元素が次々に生成されて行きます。

核融合によって生み出された元素たちは、超新星爆発によって宇宙空間に撒き散らされる。

そしてそれらが重力によって再び集まり、新しい星が誕生する。

このような星の生と死のサイクルから我々の太陽系も誕生したとされ、地球に住む人類を含む生物たちを創り出すために必要な元素も、そこに含まれていると考えられています。

しかし、超新星爆発によってどのように元素が撒き散らされるのか?
については、これまで良くわかっていませんでした。

そんな中、NASAのチャンドラX線観測衛星により、
地球からカシオペア座方向に約11,000光年離れた場所にある、カシオペア座Aという超新星爆発の残骸を観測したことにより、如何にして元素たちが拡散されたのか?という過程が明らかになったとの事です。

「動画参照:YouTube (プライバシー ポリシー)

かつては、太陽質量の16倍の恒星だったとされるカシオペア座A。

ここから膨大な量の元素が放出され、
酸素に至っては地球の100万個分の質量が検出されていると言います。

超新星爆発はDNA分子も創っている?!

今から約138億年前、宇宙は誕生したと考えられています。(ビッグバン理論)

宇宙創生当初、最も軽い元素である水素が大量に発生し宇宙全体に広がったと考えられ、これらが重力干渉で集まり星が形成され、核融合で様々な元素が誕生したとされています。

この生成された元素の中には酸素の他に、炭素、窒素、リン等生命の素のDNA分子を作るために必要な材料も含まれていると言います。


「画像参照:DNAの立体イメージ(Wikipediaより)」

これにより、生命の素もまた超新星爆発によって宇宙に広がり、複雑な過程を経て我々の地球のような生命も誕生していった可能性があると研究者たちは指摘しています。

この考えが正しければ、生命の素は核融合によって作られ、超新星爆発が供給源になっているという事になります。

つまり、今も宇宙のあちこちで起こっている超新星爆発は、星と生命の製造工場になっていると考えられ、もしかしたら、地球以外でも多くの生命が誕生している可能性も捨て切れないのではないでしょうか。

最後までお読みいただき、ありがとうございます。

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