はずレールガン

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宇宙の階層構造について ①

宇宙には様々の大きさの天体が存在している。

それらの天体は階層構造をつくっている。

 

★階層構造【英:hierarchical structure:「小さな単位が集まって大きな単位をつくり、その大きな単位が集まってさらに大きな単位をつくる」という流れが繰り返しからなる、一つの大きな構造。(ある層を構成するものが集まって、1つ上の層を形成している状態。)

 

 

 

 

 

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宇宙における「階層構造」のイメージ図

 

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各階層の解説

 

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(a)太陽。

直径およそ139万 kmの恒星。人類が住む地球を含む、太陽系の中心。太陽系の全質量の99.86%を占め、太陽系の全天体に重力の影響を与える。

 

「恒星」とは?: 自分のエネルギーで輝く、ガス体の天体の総称。自ら光や熱を発する。人類が住む地球から一番近い恒星は、太陽系唯一の恒星である太陽となる。

「恒星」という文字に含まれる漢字、「恒」。この字は「つね」とも読める。その漢字は、「いつも変わらない」という意味も持っている。

夜空に見える星がその位置関係を変えないように見える(=その場に星がいつもいるように見える)ため「恒星」と呼ばれている。

 

(b)シリウスA(左)、シリウスB(右

おおいぬ座で最も明るい恒星(おおいぬ座α星)。オリオン座のベテルギウスこいぬ座プロキオンともに、冬の大三角を形成している。

シリウスは近距離にあるうえ、自身の光度も大きいため、肉眼でも明るく見える。

地球との距離は約8.6光年。その距離から、地球に近い恒星の一つである。シリウスは、太陽系に接近しているので、今後6万年の間に、わずかに明るさが増す。それ以降は、太陽系から離れていき、明るさは暗くなっていくが、少なくとも今後21万年間は、全天で最も明るい恒星でありつづけるとされている。

 

(c)オリオン座のベテルギウス

オリオン座で最も明るい恒星(オリオン座α星)。日本語名では「平家星(へいけぼし)」。

前述したように、シリウスプロキオンとともに冬の大三角を形成する。

近年では、超新星爆発(星が一生を終えるときに起きる大規模な爆発)の予兆ともとれる変化が観測された。

 

 

 

 

 

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  • 星団

・規模:およそ1~10光年。太陽の約1億倍の大きさ。

太陽系のように、恒星を中心とした「惑星系」がいくつも集まって星団を形作る。

(ちなみに、太陽系自体は星団に所属しているかははっきりとわかっておらず、現状では「太陽系が所属する星団」は公表されていない)

 

(a)ヘルクレス座球状星団、M13星団

星団の中でも規模が大きく、数十万個の星が含まれているとされる。

 1974年、プエルトリコのアレシボにある電波天文台からこの星団に向けて電波メッセージが送信された。電波による地球外知的生命探査の最初の例である。

地球とM13星団の間の距離は約25000光年。つまり、メッセージがM13の星に届くには25000年を要する。返事が地球に帰ってくるまではさらに25000年を要する。

 

(b)おうし座の散開星団、プレアデス(M45)星団

日本語では「すばる(昴)」と呼ばれる。

年齢は、約6000万~1億歳とされている。星団の中では比較的若い。青白い高温の星の集団である。星団を構成する星の周囲に広がるガスが青白く輝いているのは、星々とは元々関係のない星間ガスが星団の光を反射しているためである。

 

→星間ガス:宇宙空間に漂う水素やヘリウムを主体とした気体のこと。これが高密度に集積すると、星雲となり、恒星が生まれる基にもなる。

 

恒星、太陽系、星団、…これらすべては「天体」だが、中身がカラッポな天体には、自身を外側に押し出そうとする力、「圧力」が働かない。(先に挙げた天体の例でいえば、圧力がはたらく天体は恒星のみ。太陽系や星団には圧力は働かない)

このような天体には天体を内部に押し込めようとはたらく力「重力」と、

外側に押し出そうとする力「遠心力」とがつり合うことによって天体を形作っている。

 

星団においては、それを構成する惑星系それぞれの運動方向が同じであった場合に「散開星団」となる。惑星系の運動方向が同じであるため、散開星団はディスク状の形となる。

一方、球状星団は惑星系の運動方向がばらばらであるため、ふくらんだ形をつくる。

運動方向が完全にばらばらであれば球状を形作る。これが球状星団である。

 

 

 

 

 

 

 

 

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  • 銀河

・規模:およそ10万光年。恒星やガス状の星間物質や宇宙塵や、暗黒物質ダークマター)などが重力によって拘束された巨大な天体である。その大きさは、1000万程度の星から成り立つものから、100兆個の星をもつものまで存在する。

 

(a)銀河系天の川銀河ともいう

人類が住む地球、太陽系を含む銀河を指す。中心には超大質量ブラックホールが存在すると考えられている。銀河系のディスクの直径は約8万光年から10万光年と見積もられている。

 

(b)アンドロメダ銀河(M31

地球から約250万光年の距離に位置している(肉眼では最も遠くに位置する)。日本から見える銀河としては最大のもので、直径は22~26万光年とされている。

アンドロメダ銀河の周囲には、自身より小さい銀河が2つ(M32、M110)存在しているが、これらはいずれアンドロメダ銀河と衝突し、吸収されると考えられている。

また、アンドロメダ銀河は銀河系にも接近しており、約40億年後にはこの2つの銀河は衝突することが示唆されている。その後は2つの銀河は合体し、1つの銀河を形成すると考えられている。

 

 

今回はここまでです。近日中に②も公開しますよー。