ファーストスターが銀河の種をまきちらした --- 鉄までの元素をつくろう!

●ファーストスター内部で鉄までの元素をつくろう!


 周期表の水素とヘリウム以外の元素はどのように創造されたのだろうか。水素(陽子1)、ヘリウム(陽子2)、順に陽子を足していけば水素をもとに他の元素をつくることができそうだが、お互いにプラスのため反発し合う陽子同士は近づくことができない(電磁気相互作用)。かの錬金術師たちが、どのように頑張っても他の元素から金をつくることができなかったわけだ。

 ところが恒星内において原子核が超高温・超高圧状態にさらされると、電子と原子がばらばらになり、陽子同士が衝突することができるようになる。陽子どうしがぶつかると陽子過剰となって陽子から陽電子(プラスの電荷)とニュートリノが飛び出して中性子となり(弱い相互作用)、陽子と中性子が結合することにより水素原子核(陽子1)⇒重水素原子核(陽子1+中性子1)⇒ヘリウム原子核(陽子2+中性子2)へと形を変えていく(強い相互作用)。いったん、ヘリウム原子核が構成されると、低温低圧状態にもどっても結合がほどかれ水素にもどることはない(強い相互作用)。恒星内の反応としては、水素からヘリウムへの核融合の期間がもっとも長い。

 恒星内の中心にヘリウムが蓄積され、さらに高温・高圧状態がすすむと、炭素、酸素、ネオン、マグネシウム、ケイ素、硫黄、カルシウムなどが連鎖的に生成される。より大きな元素番号へと核融合反応が進むにつれてエネルギーを放出しているため軽くなり結合力が強く働くようになる(強い相互作用)、一方で鉄よりも陽子が多くなると反発が強まり(電磁気相互作用)、最も安定した元素=鉄を生成したところで核融合反応が終了する。ファーストスターが誕生してから数百万年かけてようやく鉄(元素番号26)までの元素が創造することができた。


フューチャー・リテラシー:インデックス


参考書籍:

[1] 佐藤勝彦(2015), "宇宙137億年の歴史 :佐藤勝彦 最終講義-", KADOKAWA



tag : フューチャーリテラシ, 未来,, ネット, 複雑系, メディア, 宇宙

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『フューチャー・リテラシー -- 過去・現在・未来、複雑系の未来を読み解く』
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