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人は星屑でできている

宇宙レンズフレア

星屑でできている、なんて‥
ロマンチックなんだかそうでもないんだか
よく分かりませんが(*^▽^*)

でも考えようによってはそうとも言える‥
のですよ

星がその一生を終えて大爆発
‥そう、超新星爆発
この爆発で宇宙空間に飛び散るチリ

これが集まって
あなたも私もできてますよ、という話


さまざまな核反応

原子は
原子核の周りを電子が回っている
という構造をしています

原子核は正の電荷、電子は負の電荷を帯びていて
原子全体としては、電気的に中性

で、この原子核は
陽子と中性子から構成される

中性子は電気的に中性である一方
陽子は等量の正電荷を帯びていて
原子核がどのくらいの正電荷を持っているかは
ひとえにその中にいくつの陽子が含まれているか
による

原子の姿

陽子、中性子(青と赤)と電子(グレー)

大きさの観点で言うと
原子核は原子のおよそ10万分の1しかなく
大体10兆分の1センチ程度

原子核と電子は互いに反対符号の電荷をもっていることにより
両者の間には引力が働いて
原子は安定できる

一方原子核はと言うと
原子よりはるかに小さいその領域に
正電荷の陽子が詰まっている

電気的な観点だけでは強大な反発力(斥力)
が働いているはずであり
そのままではものすごく不安定

この斥力に抗うこれまた強大な
引きつける力引力
働いている必要がある

それがいわゆる「強い力」
として知られるもの
※一般的に「強さの大きい」力ということではなく
「強い力」という固有名詞

この強い力の働くメカニズムを発見したのが
日本人最初のノーベル賞受賞者、湯川秀樹博士

この強い力の強さは
電子と原子核が引き合う電磁力の強さのざっと1万倍

この強大な原子核エネルギーの利用は
発電や爆弾で行われているのは周知のとおりで
細かく言うとそれは

核分裂反応
もしくは
核融合反応

によって生じるものである

核分裂とは‥
重い原子核が軽い原子核に分裂する反応

原子力発電や原爆で利用されている

一方核融合は軽い原子核同士が合体して
重い原子核になる反応で
水素爆弾で利用されている

核融合は夜空で輝く星々の
光る原理でもある

核分裂と核融合の対比、分かります?

核融合によって
生成する原子核は重くなっていく一方で
核分裂では軽くなっていく

それでは、
軽い元素、重い元素
数ある中で

軽い元素は
融合してどこまでも重い元素になっていくのか
重い元素は
分裂してどこまでも軽い元素になっていくのか

というと
そんなことはないのであって
両者に共通する終点があって
融合も分裂もその終点に向かって進んでいく

その終点とはずばり

この鉄を越えて
融合や分裂が進むなどということはない

要するに原子核としては
鉄の原子核が最も安定
核の反応はここを越えては進まないのです


恒星の生涯

星が輝くエネルギー源と言えば
上述の通りまず1つは核融合

それに加えてもう1つ
重力エネルギーもある

もっとも軽い水素原子核は陽子1個だけのものだが
軽いと言っても有限の質量はあるのであり
当然重力は働く

これが集まって重力エネルギーにより温度が高まると
陽子同士がその電気的反発力に打ち勝って
互いに衝突するようになり
核融合反応が始まる

水素からできるのはヘリウム
反応がどんどん進んで
燃料となる水素が尽きてくると
星の中心核は重力でいったん収縮して温度が上がり
今度はこのヘリウムの核融合反応が始まる

ヘリウム原子核間の電気的反発力は
陽子の4倍なので、より高温にならないと
ヘリウムの核融合は始まらない

ヘリウムの核融合で炭素が生成し
ヘリウムが尽きて炭素だらけになると
再び星中心核は収縮して温度を上げ
炭素の核融合に引き継がれる

こうして次々と、核融合と収縮を繰り返して
水素、ヘリウムから
炭素、酸素、窒素、ナトリウムなど
重い元素がどんどんできていき
鉄が作られて核融合は終了する

この先は重力による収縮だけが星の輝きのエネルギー源となり
密度がどんどん上がっていく

そのエネルギーを鉄原子核が吸収して
バラバラの陽子と中性子の集団になり
爆発するのが超新星爆発

この爆発で
鉄より重い元素が一気に作られる

ばらまかれた星間ガスから次の世代の星が生まれ
恒星と共に惑星も作られるが、そこには
前世代の星内部で作られた
酸素や炭素、ケイ素や窒素などが含まれる

星の世代の下降とともにこれらの元素が蓄積され
やがて生命発生の源となる

ね、どうです?

生命体を構成するたんぱく質などの有機分子やミネラル
栄養素
呼吸や光合成で必要な酸素、二酸化炭素なども
元をたどれば
星から生まれた
のです

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