-宇宙-コミュの重元素組成の謎

宇宙を少しでもかじったことのある方ならだれでもご存知なのが、宇宙空間を構成するいろいろな元素がいわゆる超新星爆発によってもたらされたものであるということでしょう。

恒星の内部における超高温、超高圧により、水素からヘリウムへと原子番号が変わって熱エネルギーを放出するという「核融合反応」により恒星は輝いています。

問題なのは、このような核融合反応において生まれる元素の周期表における元素のうち、最初の原子番号である水素から次々と元素番号が多くなる元素が生まれ、最終的に鉄で核融合反応を終えます。

そして核融合反応が停止した時点で、一気にそれまで膨張がささえ切れなくなり、収縮してしまうことにより、それまであった元素が一気に連鎖反応して超新星爆発を起こしてしまうのだということらしいのです。

問題は、この段階で生成されるという鉄より重い元素の生成の仕組みがよくわかっていない部分も多いということなのです。

一部には中性子捕獲とか、β崩壊ということにより説明もされています。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%AE%87%E5%AE%99%E3%81%AE%E5%85%83%E7%B4%A0%E5%90%88%E6%88%90

ただ、周期表を特集した別冊雑誌Ｎｅｗｔｏｎなどを読んでも、この仕組みについてはまだ謎も多いという記事がかかれていました。
しかも以前、某新聞社の科学部にこのことを質問したところ、「はじめて聞いた」なんて言ってました。

考えてみればこの地球上には水素はもとより、ウランにいたるまでのきわめて重たい元素が存在します。
そしてわれわれ地球上の生命体を組成するのにも欠かせない元素にもなっています。

この、鉄以降の重たい元素がどのようなからくりにおいて生成されたのか、その謎をちょっと考えてみませんか。

コメント(11)

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[1] mixiユーザー 01月08日 17:58

ちなみに、周期表とはなんぞや？という方のための表です。
人体に必須の元素が表示されています。
http://www.e22.com/atom/images/periodic_life.pdf

[2] mixiユーザー 01月09日 02:18

とりあえず、こんなの発見しました

(・ω・)つ
『星の一生と元素合成』
http://ksgeo.kj.yamagata-u.ac.jp/~kazsan/class/chronology/synthesis.html

『元素の起源の解明（RIBF宇宙核プロジェクト）』
http://www.rarf.riken.go.jp/pub/newcontents/contents/research/kigen.html

『銀河団の高温ガスから元素の合成史・星の形成史を読み解く』
http://www.isas.jaxa.jp/j/forefront/2004/matsushita/index.shtml

[3] mixiユーザー 01月09日 23:53

結局この事に関しては、まだはっきりとした事実がわかっていないのが現状のようですね。
これからの研究課題でもあるようです。

[4] mixiユーザー 01月10日 00:48

ここで読める論文は、かなり具体的に書かれています。
ちょっと目を通した程度ですが、興味深い内容でした。

『II. 中性子過剰核と超新星爆発 : 超新星での爆発的元素合成と元素の起源 (<特集> 核物理と宇宙物理)』　
野本憲一　東京大学教養学部基礎科学科第二・宇宙地球科学教室
http://ci.nii.ac.jp/naid/110002075847/

また、この人はこんな本の編者にもなっています。
『元素はいかにつくられたか - 超新星爆発と宇宙の化学進化』　岩波書店（2007）
http://www.iwanami.co.jp/cgi-bin/isearch?isbn=ISBN4-00-011148-5
価格もお手軽なので、機会が有れば私も読んでみようと思います。

[6] mixiユーザー 01月10日 02:05

＞5　　

そうですね。
私たちの体の中にも、鉄より重い物質が色々有るわけですから（味覚障害には亜鉛がいいとかw）

でも、上の論文を読むと、話はそれで終わらないのです。
ここでは、一旦冷え始めた白色矮星（太陽の８倍以下の恒星が燃え尽きるとなる、と言われているもの）が連星になっている場合、相手の恒星から水素の補給を受けて、再び燃え始め、やがては爆発に至るまでの様々なケースが検討されているのですが、このプロセスでも重い元素が生成されるようなのです！
（概要はウィキでも読めますが、この論文の方が、はるかに具体的で面白いです、白色矮星の爆発の描写はＳＦ顔負けの迫力で、圧巻です！）

超新星というと、一般に太陽の８倍より重い星の最後というイメージが強くて、私もそう思い込んでいたのですが、それより軽い星でもパートナーが居ると超新星になるのですね。

宇宙にある星の約半分は連星であるそうなので、私たちの太陽程度の、それほど重くはない星でも、鉄より重い元素の生成に寄与する可能性は結構あるらしいのですよ。

[8] mixiユーザー 01月10日 10:57

> 超新星爆発のお陰で、僕らが生まれたと考えると、感慨無量ですね。

われわれは太陽が生まれる前にあった恒星のかけらなんですよね。
いったい何回恒星になって光り輝いていたんでしょう？
実に興味深いです。

[9] mixiユーザー 01月10日 21:47

>>4

昨年秋、その本を読みました。
理系ではないので、かなり難しい部分もありましたが、
その本はすごく興味深く読みました。

冒頭に研究競争の激しさも書かれていて、
まさに、元素合成研究のフロンティアっぽいですよね。

[10] mixiユーザー 01月11日 04:10

＞9　　
そうですか！

やっぱ、私もさがして読んでみよう。

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