地球上の金などの重元素 約46億年前の中性子星同士の衝突で誕生か 米大学

2019年5月10日 09:51

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金などの重元素を生み出した中性子星のペア  (c) NASA

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 地球上に天然に存在する元素の数は約90。そのなかでも、金や白金、ウランといった重元素の生成を地球にもたらした天体現象は謎のままだった。今回、これら重元素の生成したのは太陽系から1,000光年離れた中性子星同士の衝突によるものだという論文が英科学誌Natureに2日付で発表された。

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■元素が誕生するメカニズム

 水素やヘリウムといった軽い元素の生成はビッグバンが原因だと知られている。他方、水素やヘリウムよりも重い元素の生成は天体の核融合が原因だと考えられているが、どのようなプロセスによって生成されたかは謎であった。

 フロリダ大学のImre Bartos助教授とコロンビア大学のSzabolcs Márka教授は今回、地球上の生命にとって不可欠な重元素の生成が約46億年前に起こった中性子星同士の衝突によるものだと結論づけた。

 中性子星は太陽よりも質量の大きな「大質量星」が超新星爆発を起こしたのちに形成される天体で、その一部は連星系であることが知られている。衝突した中性子星は、太陽系の惑星の形成前に消滅したと考えられる。

■いん石内の物質の組成から判明する宇宙の歴史

 太陽系が現在のような姿になる以前は、原始太陽とそれを取り巻くガスや塵から構成されていた。この原始太陽系星雲には、中性子の核融合によって生成された放射性同位体が大量に存在した。ただし半減期が1億年よりも短いため、これら放射性同位体はすでに存在しない。

 しかし、いん石に含まれる物質の組成から原始太陽系星雲時代の放射性同位体の情報まで遡ることができる。そこで研究グループは、天の川銀河で発生する中性子星の衝突をシミュレーションし、いん石に含まれる物質の組成と照合した。その結果、中性子星同士の衝突が地球の誕生する1億年前に発生したことを突き止めたという。

 「われわれの結論は、人類はどこから誕生しどこへ向かうのかという、人類の根本的な探求について言及するものだ」と、研究グループのひとりであるMárka教授は答えている。(記事:角野未智・記事一覧を見る

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