【宇宙一美しい星を知っていますか】科学を身近に☆NewStream

2012-11-06

【宇宙一美しい星を知っていますか】科学を身近に☆NewStream

旬の話題から自然の摂理が学べる！科学を身近に☆NewStreamです。
当ブログで地球内部の構成や状態などを一生懸命追求していますが・・・
【地球の内部　３】　地球の力学的性質の推定方法
さてさて、、、この内部に向けた目を宇宙へ向けてみましょう
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画像は2004年2月13日、アメリカのTime誌に「大部分がダイアモンド結晶となっている星」の記事から引用しています。
地球では4月の誕生石として、また、宝石の王様として君臨し続けるダイアモンド
宇宙には惑星の大きさで存在するということがわかってきました

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米イェール大学などの研究グループが、約40光年先の系外惑星「かに座55e」の3分の1以上がダイヤモンドでできている可能性を明らかにしました(*´ω｀*)
Nearby super-Earth likely a diamond planet
～以下wired.jpより引用

ダイヤモンドでできている惑星が存在する。名前は蟹座55番星eといい、地球より2倍大きい。ジュール・ヴェルヌや、アイザック・アシモフや、ダグラス・アダムズの物語のフィクションの話ではない。いったい、どんな星なのだろうか？　わたしたちはこの惑星から、何を知ることができるのだろうか？

【ダイヤモンドでできた惑星：蟹座55番星e】

ダイヤモンドでできている惑星が存在する。名前は蟹座55番星eといい、地球より2倍大きい。ジュール・ヴェルヌや、アイザック・アシモフや、ダグラス・アダムズの物語のフィクションの話ではない。いったい、どんな星なのだろうか？　わたしたちはこの惑星から、何を知ることができるのだろうか？
ほとんどがダイヤモンドで構成される惑星が、実際に存在することをご存じだろうか。ジュール・ヴェルヌや、アイザック・アシモフや、ダグラス・アダムズの物語のなかでのみ可能なように思えるだろうが、実際に存在するのだ。その星は、蟹座55番星eという名前で、半径は地球の2倍あり、質量は約8倍大きい。いわゆる「スーパー・アース」にふさわしい特徴を備えている。
この惑星の化学組成が、イェール大学の研究者たちによって明らかにされた。研究は「Astrophysical Journal Letters」に掲載される予定である。
ダイヤモンドでできた惑星：蟹座55番星e
ダイヤモンドでできている惑星が存在する。名前は蟹座55番星eといい、地球より2倍大きい。ジュール・ヴェルヌや、アイザック・アシモフや、ダグラス・アダムズの物語のフィクションの話ではない。いったい、どんな星なのだろうか？　わたしたちはこの惑星から、何を知ることができるのだろうか？
ほとんどがダイヤモンドで構成される惑星が、実際に存在することをご存じだろうか。ジュール・ヴェルヌや、アイザック・アシモフや、ダグラス・アダムズの物語のなかでのみ可能なように思えるだろうが、実際に存在するのだ。その星は、蟹座55番星eという名前で、半径は地球の2倍あり、質量は約8倍大きい。いわゆる「スーパー・アース」にふさわしい特徴を備えている。
この惑星の化学組成が、イェール大学の研究者たちによって明らかにされた。研究は「Astrophysical Journal Letters」に掲載される予定である。
この惑星は、蟹座55番星の周りをほかの4つの惑星と一緒に回転している。蟹座55番星は、地球から約40光年離れた場所にあり、蟹座の周りにあるのを裸眼で見ることができる。
蟹座55番星eは、恒星の周りを回転しているというよりは、飛んでいる。その速度は水星が太陽の周りを回る速度の約25倍という超高速である。公転周期は約18時間だ。さらに、温度は摂氏2,150度である。
研究のコーディネーターで、イェール大学の物理・天文学の博士、ニック・マドゥスダンは、「Universe Today」にこう説明した。
「この惑星には、表面のすぐ下に、グラファイトとダイヤモンドを含む薄い層があります。さらにその下には、惑星の半径の約3分の1にも及ぶ非常に密度の濃い層があり、ほとんどダイヤモンドのみで構成されています。地球上でも見られるダイヤモンドにだいたい近いものですが、純度は非常に高いと思われます」。
さらに深いところでは、ダイヤモンドは液体の状態でも存在している可能性があるとマドゥスダンは説明している。「これはまだ、地球とは完全に異なる化学的性質をもつ岩石惑星を初めて見つけたにすぎません」。
蟹座55番星eは2004年に発見された。しかし、昨年になってようやく研究者たちはその半径を特定し、さらに最近になってその質量を計算することに成功した。こうしたことすべては、NASAのスピッツァー宇宙望遠鏡から得られたデータのおかげである。

この星のダイアモンド量は質量に換算して地球3個分もあるそうです。
また、このようなダイアモンドの星は珍しく無く、恐らく宇宙の様々な場所に存在することがわかってきています。
宇宙にダイアモンドが存在し、どのように作られているのかを説明しているブログがありましたので紹介させて頂きます
～以下ダイアモンドの起源より引用～

隕石中のダイアモンド
1888年、ロシアのジェロフェジェフとラチノフとがノヴォ・ユレイ隕石中にダイアモンドの微晶を発見してフランスの雑誌に発表して、初めてダイアモンドが地球だけではなく、宇宙にも存在することが明らかになりました。
以後、1889年ドイツの地質学者サンドバーガーがカルコート隕石中に、同年オーストリアのワインシェンクがマグラ隕石中に、1891年にはアメリカのフートがカニオン・ダイアブロ隕石中に、と続々と隕石中のダイアモンドの発見が報告されました。
これらの隕石はいずれも結晶の形が定かでなく、大きさも最大で1mmにも達しない微少なものです。その成因については当初、隕石の母体となった天体中で結晶したものと考えられました。しかしながら隕石の多くは惑星にもならなかったごく小さな天体と考えられていますから、その内部にダイアモンドが結晶するほどの高温と高圧が発生したとは考えられないとの結論になりました。
その後の研究では、隕石が宇宙空間での隕石同士の衝突や破壊、また地上に落下した際の高温と高圧とで隕石に含まれる炭素成分がダイアモンドに結晶したと考えられるようになりました。
1980年代の後半の頃から、世界の科学者の間から宇宙空間に漂う星間ガス中に微細なダイアモンド結晶が生成されている可能性が指摘されるようになりました。
　宇宙空間は全くの真空ではなく、極めて希薄ではありますが、場所によっては水や一酸化炭素、さらにメタン、シアン、アンモニア、アルコール、ホルムアルデヒド等の炭化水素化合物、またもっと複雑なアミノ酸のような化合物まで存在することが分光分析などにより確認されています。
　これらの炭素を含む化合物が超新星爆発によって放出される重力波の衝撃によってダイアモンドの結晶に変換されるという、わくわくするような説が唱え始められました。その詳しい仕組みについてはいずれ合成ダイアモンドの項で説明する予定です。ともあれ、1994年春のイギリスの科学雑誌”Nature”誌にNASAの科学者が赤外線分析の結果、宇宙空間に漂うダイアモンドを通過して来た光の検出に成功したという論文を発表したことで、この説が確認されました。

2004年4月にハッブル望遠鏡が写したリング星雲AM-0644－741
　ダイアモンドネックレスのように見えるリング星雲は南半球に見える”かじき座”の方向、
マゼラン星雲の近く、3億光年の彼方にあり、直径15万年光年の大きさの青白く光輝くリングを持っています。このリングは星々が爆発的に生まれるスターバーストにより超巨大恒星が生まれ、それが光を放って輝いているものです。
　このような銀河が生まれたのは大きな銀河の中を別な銀河が突き抜ける銀河同士の衝突によって出来たと考えられています。それぞれが1千億以上の星を持つ銀河ですが、スカスカの空間により恒星同士がぶつかることはまず起こらないと考えられています。しかし星間ガスや塵は圧縮され波紋のように広がって銀河の周辺で衝突し、それにより星々が生まれています。超巨大星は激しい反応によって1千万年足らずの短期間に燃え尽き、超新星爆発を起こして重元素を撒き散らして寿命を終えます。このときに放たれる重力波の衝撃により星間ガス中の炭化水素がダイアモンドに変わってゆきます。ダイアモンド・ネックレスのように見える青白く光る星の周囲に、まさに膨大な量のダイアモンドが生まれつつあるのです。
～中略～
因みに我々の太陽も数十億年後には地球の軌道を飲み込むほどの赤色巨星に膨れ上がりますがしかし比較的小さな質量のために炭素より重い元素に核融合反応が始まる程の高温になりません。　最終的には地球くらいの大きさの、ほぼ炭素からなる白色矮星へと収縮してゆくと考えられています。となればケンタウルス座に発見された白色矮星と同様に巨大なダイアモンド結晶の塊である星に変貌すると考えられます。　
　ということは、太陽は特別な星ではなく、宇宙に普通にある恒星に過ぎませんから、他の恒星の多くも同様にその生涯の終わりにダイアモンドの結晶へとなって行きます。　つまり宇宙は巨大なダイアモンド結晶の星で満ち満ちていると言えるでしょう。
宇宙の星は宇宙空間に漂う主に水素から成る星間ガスが重力で収縮し、超高温、高圧になった中心部の水素原子が核融合反応を起こして輝き始めたものです。
水素が核融合反応を起こすにはおよそ1000万度の高温が必要で4つの水素原子がヘリウムへと変換されてゆきます（実際には二つの重水素の融合、3重水素と水素、リチウム3と水素等、複雑な核融合が起こっている）。　数十億年かけて中心部の水素の大半がヘリウムに変換された星は中心部が収縮し、高圧のために１億度を超えるようになります。するとヘリウムが核融合反応を起こし、３つのヘリウムが核融合反応で炭素へと変換されて行きます。巨大な質量の星ではこの反応はさらに進み、４億度以上になるとナトリウムやネオン、さらに酸素へと変換され、最終的には鉄に至るまで核反応が進みます。それ以上の重い元素は、超新星爆発の際の反応で生成され、宇宙に撒き散らされます。
　恒星内部で酸素より重い元素への核融合反応が進むための高温、高圧が進行するにはチャンドラ・セカールの理論により太陽の1.4倍以上の質量が必要となります。したがって、それ以下の質量の小さな恒星は水素からヘリウム、さらに炭素と一部の酸素とが生成された時点で核融合反応が止まり、重力により収縮して生涯の最後にその中心部は酸素、大部分は炭素からなる白色矮星となります。本来太陽ほどの大きさの天体が月や地球ほどの大きさに収縮したものですから角砂糖一つ程の質量が１トン～10トンという重さの高密度星となり、成分の炭素原子はダイアモンドへと結晶してしまっていると考えられます。