中性子星の衝突が起源? 金は宇宙からやってきたのか?



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古来から人を魅了して止まない貴金属、金。

金はとても重い元素であることが知られていますが、実はこのような重い元素は、惑星や恒星の内部では出来ないことが知られています。

寿命のつきた大型恒星の引き起こす『超新星爆発』によって金が作られた、などの説もありますが、2013年7月、ハーバードスミソニアン天体物理学センターのエド・バーガー氏が新たに中性子星の衝突が金を生み出したという仮説を公表しました。

 

●中性子星とは?

星は大きくなると自らの重力によって収斂、自重崩壊してしまいますが、一定質量以上になるとその質量に対し内部で核融合反応を起こしてその高熱と高圧で自重を支え自ら光を発する天体となります。

これが恒星と言われる天体であり、その代表的なものが太陽です。

小さな恒星はゆっくりと時間をかけながら核融合反応を続けた結果、黒色矮星、もしくは白色矮星と呼ばれる天体に変化しますが、太陽の8倍以上の質量を持つ天体の場合、ある時点で重力崩壊による爆発的事象を引き起こします。

この爆発が超新星爆発と呼ばれる現象です。

この超新星爆発に際し、恒星の質量が充分に大きかった場合、恒星中心部を構成していた物質の原子核が、重力によって電子の捕獲(原子核を構成する陽子に電子がめり込む現象)が起こり、中性子化してしまいます。

こうして、その天体を構成する物質の殆どが中性子となった星を中性子星と呼びます。

中性子星は非常に小型の天体で、その半径はせいぜい10km、大気層の厚さは1mほどしかありませんが、質量は太陽と同程度の超高密度の天体です。

中性子は本来非常に不安定な粒子で平均寿命は15分程しかありませんが、中性子星はこの超高密度に中性子が封じ込められることにより、星としての状態を維持しているのです。

 

 
●中性子星の衝突が全宇宙の金を生み出した?

エド・バーガー氏の研究チームは2013年6月、天文観測中にガンマ線バーストと呼ばれる現象を観測、わずか0.2秒程の間に起きた現象でしたが、その後しばらくガンマ線バーストによって起きたと考えられる「残光」を確認することができたとのことです。

このガンマ線バーストは地球から39億光年離れたところで発生、中性子星同士の衝突によるものと考えられています。エド・バーガー氏はこの高密度の天体である中性子星の衝突が、金のような重い元素の金属を創りだしたと考えています。

試算によれば、1回の中性子星同士の衝突で月10個以上の金が生み出されるといいます。

これまで全宇宙で起きた中性子星の衝突の推測回数を考慮すると、全宇宙に存在する金すべてが、その衝突で生み出されたものと充分考えられる、とのことです。

中性子星の衝突により、金が全宇宙にばらまかれ、そのごく一部が地球太陽や地球を構成する物質にも含まれていたと考えられます。

ただし、近年の研究では地球の発生時に構成物質に含まれていた金は中心核に沈んだと考えられており、現在金を採掘する鉱脈は、地球誕生後に衝突した隕石に含まれっていた金ではないかとする説が有力です。

 

■おわりに

金が宇宙から飛来したものだったとは意外でした。

いつか、小惑星に含まれる金を採掘するゴールドラッシュのような時代が来るのでしょうか?

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