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惑星のでき方 [宇宙のふ〜ん。なこと]

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Credit: University of Copenhagen/Lars Buchhave



原始惑星の仮説


太陽系の惑星はどうやってできのたのか。
その問についてはこれまで「原始惑星の仮説」というような理論で
説明されてきました。

それがどういうものかというと、
非常に小さな物体がいくつもいくつも
互いにくっつき合って、
どんどん成長していく……と
簡単に言えばそういうものです。

しかし、そもそもその現象がなぜ起こるのか。
わかりませんよねえ。

今日はそのことを、いろいろ考えてみましょう。



太陽の誕生


理論が説明するように、約46億年前には
今太陽系があるところは、単なるガスと塵の
ゆるい集合体といったようなものでした。
これが「星雲」ですね。

オリオン座の星雲がもっとも有名なものですかね。

The-Orion-Nebula-by-Vasco-Soeiro-580x367.jpg

Credit: Vasco Soeiro


その後、何らかの要因が
星雲の中心部に圧力変化を引き起こすと
科学者たちは言っています。

おそらくは、近くで超新星爆発が起こる、
あるいは近くを通り過ぎた星により
重力に変化が起こる
というものです。

しかし、このような変化によって
星雲は崩壊し、
物質の円盤を形成していゆく、
とNASAは言っています。

円盤の中心部の圧力がどんどん高まり、
最終的には、星雲内に浮遊していた水素原子が
互いに接触するようになります。

すると、それらが融合してヘリウムを作り、
結果的に太陽を形成する起爆剤となるのです。

太陽は、ガツガツと
周りに渦巻く物質のおよそ99%を食いつぶしていきます。
あとに残った1%。
これが惑星の素となる、とNASAは考えています。

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A star formation region (DR22 in Cygnus),DR22, in the constellation Cygnus the Swan. Credit: NASA / JPL-Caltech



カオスのとき


この時点で、太陽系はガスや塵や破片などが
非常にごちゃごちゃとした
とっちらかった場所となります。

しかしこの間に、惑星形成のプロセスが
急速に進みます。
塵やガスの小さなツブツブが
互いに集まり始めるのです。

若い太陽が、辺りのガスのほとんどを
太陽系の外に押しやり、
その時に出す熱が、その辺の氷を全部蒸発させていしまいます。

後に残された岩の塊のような惑星の素は、
時とともに太陽に近づき、
塵やガスの塊は更に遠ざかってゆきます。

そして、約4億年ほど前に起こったのが
「後期重爆撃期」と呼ばれる出来事です。
小天体が太陽系の大きな天体に激突するというものです。

火星サイズの天体が地球の素にぶつかって、
危うく地球がなくなるということがあったとか無かったとか……。

何がこの現象を引き起こしたのか
ということは、現在も研究がされている最中ですが
科学者の中には、
ガスの塊が太陽系の縁を動きまわって、
小さな天体をかき回した結果この現象が起こったのだと
信じている人もいます。

まあ、なんだかんだで、
原始惑星が互いにぶつかった結果、
最終的に惑星が出来上がった、と言われています。

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Credit: Joe Tucciarone



その後も太陽系内には、
惑星の残りモノがあちこちに散らばっています。

現在火星と木星の間にある小惑星帯【アステロイドベルト】
と言われるものも、そうなんですね。

木星の重力が見かけほど大きくないのは
ひょっとして惑星になり得た、
この小惑星帯があるからだとも言われます。

その他、彗星あるいは
太陽系の「構成要素」とみなされる小惑星もあります。

こんな具合に太陽系はできてきた訳ですが、
同じようなことが、宇宙のあっちこっちで起こっています。

太陽系外の惑星も、きっと同じようにできているとは思われますが、
じゃあ、どれぐらい同じなのか?
ということは、まだまだ研究の待たれるところです。


現象を記録する


この理論の大きな問題は、
当然ですが、誰もその過程を見た人がいないということです。

だからこそ、周りの宇宙空間で
今現在起こっている現象を記録するということが
太陽系の成り立ちを知る上でも、とても大切なんですね。

solarnebula-580x464.jpg

Image credit: NASA



天文学者たちは、記録をするために
ふたつの方法を駆使して頑張ってます。

ひとつはひたすら観測。
アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計(ALMA/アルマ)のような
強力な望遠鏡を使って
若い惑星の周りの塵を観測するのです。

その塵の中から、惑星を持つ星が生まれる現場を
目撃することができるんですねえ。

もうひとつはモデル化。
観測から得られた仮説を証明するには
コンピュータを使って
その仮説をシミュレートするのです。

シミュレーションにはあらゆる条件を挿入して
(例えばある天体が近くを通過することで引き起こされる現象など)
何度も計算を繰り返します。

そうすることで、仮説の可能性を突き詰めてゆくのですね。

しかし、まだこの方法ではわからないことがあります。
太陽系の惑星がどのような終焉を迎えるか、
確実に予測することは、まだできないんです。

衛星を持った小惑星なんていう、
なんともやっかい現象が
太陽系の中ですら、いくらでも見つかるんですからね。


Credit: NASA/JPL-Caltech



惑星形成に影響を与えるような、
例えば超新星爆発のような外部要因について
人類はもっともっと知る必要があります。

「原始惑星の仮説」は
人類が持っている中では、一番もっともらしいものです。少なくとも、今のところは。
これが現在の人類の実力。




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