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今から約46億年前、太陽系が誕生 （⇒ 図） |
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太陽誕生の様子： 銀河系の中心から約３万光年離れた銀河渦巻の腕の一つの中で、星間分子ガスが固まりを作り始め、重力で周りの低温ガスを更に集め、大きく成長し星の卵が出来た。 |
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自己重力で中心部の密度と温度が上昇し、1千万度以上になると核融合が点火し、そのエネルギーで星全体が輝き出し、新しく原始太陽が誕生。 |
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（⇒ 図） |
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− 惑星系の誕生： 原始太陽は今の太陽より千倍くらい明るく、周囲を高温ガ スが回っていた。 |
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⇒ ガスが冷えて、様々な鉱物のチリに変わると、チリは太陽引力と遠心力 との作用で、円盤状の平面に沈殿した。 |
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⇒ 沈殿して密度を増すと、チリは互いの引力で固まり、１０ｋｍほどの微惑星が、無数に出来た。 |
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（⇒ 図） |
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⇒ この微惑星たちは互いに衝突合体し、いくつかの惑星に成長 |
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太陽系の惑星は、固体の地球型惑星（水星〜火星）とガス体の木星型惑星（ 木星以遠 ）に分けられる。 |
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地球型惑星： |
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原始太陽からは、プラズマの強烈な太陽風が噴射され、（惑星形成の元となる）星雲ガスを吹き払ってしまう。 |
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こうして、ガスの無くなった空間で成長したのが、 ⇒ 地球型惑星 |
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木星型惑星： |
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核となる固まりが早期に出来ていて、多くのガスをかき集めていた。 それで太陽風に、さらされても引力が強いので、ガスを放さなかった。 ⇒ ガス惑星の誕生 |
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茶褐色や白の“横じま”が見える |
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木星の自転速度は速いので、赤道と平行に大気の流れが起きるため。 （→写真） |
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更に細かく見ると、渦や“まだら模様”がある |
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内部が熱く、大気が上下に対流しているため。 |
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木星大気の元素は大部分水素とヘリウムだが、零下140度の極寒のため炭素や窒素が水素と結合 |
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⇒メタンやアンモニアガスとなっている。 |
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衛星イオに火山活動が発見された |
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ボイジャー探査機が８個の活火山を発見 |
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噴煙は毎秒1kmで飛び出し、270kmもの上空に |
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噴火ガスは、２酸化硫黄 （→写真） |
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なぜ地球のような火山活動あるのか？ |
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イオの軌道は木星に非常に近いので、強力な潮汐力で |
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内部に熱を発生、その熱が岩石から硫黄を溶かし出し、 |
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押し上げ噴出させている。 |
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1976年、無人探査機バイキング１号が着陸 |
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火星は地平線まで赤茶けた砂丘と岩石が散乱（→写真3枚） |
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（マーズパスファインダー、ローバー ⇒講座HP参照） |
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大小の岩石には無数の穴があり、地球の火山軽石に類似 |
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無風状態で、夏の正午だが、気温は-30℃ |
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大気成分は、炭酸ガス95％、窒素3％、少量の水蒸気 |
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砂漠の星、火星の両極に氷の極冠 （→写真） |
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火星南極の気温は、-140℃（水の氷と、ドライアイス混合） |
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極冠の氷は大量（溶かすと火星全表面が10mの海） |
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休火山が多く、地球の火山より大きい |
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（ ⇒ オリンパス火山の写真） |
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高さ2万6千m、火口直径65ｋｍ、すそ野600ｋｍ |
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つまり、昔の火星は地球と似ていた（火山、海、川） |
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その後何かの原因で、砂漠化して、大気も炭酸ガスだけ |
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人工的に環境変化を起こさせれば、元に戻る？ |
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火星を居住できる環境にするには |
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地表温度-30℃を 0℃以上、気圧を500ｍｂで酸素を含む大気組成に変える |
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実現する技術的方法 |
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大気中の水蒸気量を、わずかに高めると温室効果起きる |
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（地球はそのお陰で、35℃上昇している） |
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藻類と地衣類を地球から移植して繁殖させる |
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（これらは酸素を必要とせず、火星の地表か、すぐ下で生存 可能 → 大気に酸素を供給できる） |
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藻類・地衣類では、火星環境では成長遅く、大気組成の変化には、何万年もかかる |
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⇒（解決策）遺伝子工学で、理想生命体を作る |
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更にドラスティックな環境変化の方法 |
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小さい小惑星（1ｋｍ）に推進装置を取り付け、火星北極に衝突させる （1メガトン水爆1万個の威力を持つ）と、一瞬にして、極冠の氷を蒸発させ、大気中の水蒸気を供給可能 |
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マスドライバー：リニアモータカーの原理で小惑星から小さな屑の流れを発射し、反動で小惑星を動かす。（→写真） |
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月の誕生 |
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地球からの分裂説 |
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集積説（微惑星の衝突合体で地球と同時に成長） |
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捕獲説（小型の惑星が地球に近づき、重力に捕まっ て地球の月となった） |
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大衝突説（昔の地球に大きめの小惑星が激突。高熱で解けた地球のマントルや多数の破片が飛び出して、地球を取り巻き、それらが自己重力で集まり月に） |
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月面の様子 |
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月面で昼と夜が２週間ずつ続く（公転と自転周期が同じ） |
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昼間は、温度130℃、夜は-170℃ |
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（大気が無く、真空のため） |
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大気を失った理由： 月は地球より小さく、引力も1/6と小さいので、誕生後まもなく大気は逃げた（ずっと真空のまま） |
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大気が無いため、表面は危険 |
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小さい隕石が絶えず降ってくる。 |
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また昼間には、太陽風と呼ばれ致死量の放射線である太陽から飛んでくるプラズマが直に吹きつける |
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しかし、そのお陰で月面の鉱物中には、太陽プラズマの粒子が吸収され長期間に蓄積している。その中に 3HeというHeのアイソトープが含まれ、後述のクリーンな核融合発電の貴重な資源を提供できる |
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人類宇宙進出の展望に大転換もたらすヘリウム３ |
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（月面には、地球全体のエネルギー需要を2000年にわたって満たすに足るクリーン核融合燃料がある） |
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地球では、3Heは大気に阻止され届かず、稀少物質（水素爆弾材料の 3Hが12.3年で自然崩壊して出来る物だけ） |
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地球では、10年間に100ｋｇ程度しか入手できないが、月面の 3He埋蔵量は百万トンで、地球の１千万倍 |
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なぜ 3Heだけがクリーンな燃料なのか？ |
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核融合では、 3Heと重水素の反応だけが、反応生成物としての中性子（極めて有害な放射能源）が無く、生成物全部が荷電粒子で、直接に電流として取り出せる （→表、写真） |
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流星は砂粒ほどの大きさの宇宙のチリが、地球の引力に引かれ、秒速数10kmの猛スピードで大気中に飛び込み光る現象。 |
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光る時間の長さは、普通1秒以内（消えない内に、三度願い事を唱えれば、それが叶うという言い伝えがあるが、実現は難しい） |
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流星には、散在流星と呼ばれ、まったく気まぐれに、いつ流れるか予想もできないものもあるが、目立つのは、流星群である。 |
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流星群は、必ず天空上の決まった位置に輻射点を持ち、1年の決まった時期（１日も狂わない）に、決まった星座の方向に輻射点があるので、その星座名が流星群の名前となる。 |
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代表的な流星群 →ペルセウス座流星群 （⇒ 写真） |
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流星群の流星が、いくつか流れる場合、それぞれの光の線を、延長すると、どの延長線も、天空上に決められた極めて狭い範囲（殆ど１点だと言える）を通る。このような各流星の発生点と見なせる点を「輻射点」と呼ぶ。
（⇒ 写真） |
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輻射点の写真には、放射状の流星以外に、常に左下から右上方向に流れる線も写っている。これは流星ではなく、カメラの長時間露出の間に写った普通の星の軌跡である。（軌跡長が露出時間を表す） |
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もし、流星の発生点が、星座中の１点であるなら、この発生点も普通の星の軌跡と同じ長さと方向に移動するはずである。 |
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しかし、この写真を見る限り、発生点は移動していない。 |
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→ このことは、星座の方向にあるチリの群れは、流星群が続く数時 間以上の幅を持つが、発生点は地球に固定していることになる。 |
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流星を光らせている砂粒大の無数のチリは、彗星が太陽系を訪れたとき、その軌道上にばらまいて残していったチリである。（彗星の軌道と、流星の輻射点の関係から判明した） |
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彗星の通過した軌道上に残されているチリの雲の中に、地球が突入すると、地球の引力に引かれたチリが大気中に飛び込む。 |
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チリをばらまく彗星の正体とは？ |
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16世紀以前には、人間にとって彗星とは理解できない超自然現象で、一般の人々は「戦争や流行病を起こす悪魔の使いに違いない」と言って、流星の出現を恐れた。 |
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16世紀以降になって、ようやく惑星の軌道とは異なる軌道（太陽系外からやって来る）にある天体の一種とわかった。 |
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1950年代に「彗星本体は、よごれた雪ダルマ」であることが判明 |
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（⇒ 写真） |
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その説によると、本体の直径は、せいぜい数kmで、その7割は氷や雪の結晶。残りがその中に閉じ込められたアンモニア、メタン、二酸化炭素などの化合物であるチリ。ときには、中心部には重い鉱物質もある。 |
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彗星本体が太陽に近づくと、その熱で氷が解け、高温度のプラズマ状ガスが彗星の尾となって見える。 また、中のチリも軌道上にばらまかれ、太陽光に照らされて白く光る別の尾の成分となって見える |
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上に述べた彗星の二種類の尾は、太陽に対する角度が違うので、２つの尾となって、区別して見える。
（⇒ 写真） |
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「彗星の故郷」は、太陽系から遙か遠くのオールトの雲 （⇒ 写真） |
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流星の中でも、満月より明るく、大音響と共に流れるものは「火球」と呼ばれ、そのまま地上に落ちて隕石を残すこともある。（どう考えても普通の流星とは、正体が異なるようだ） |
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隕石を残すような大火球は、地球全体で年１０個以内。 （写真2枚） |
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日本では、数十年に１回くらいの珍しい現象なので、隕石は落下地や発見地の名前を付けられ、博物館などに大切に保存される。 |
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（美保関隕石 ⇒ 写真） |
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・ 太陽系の起源は隕石で判明する（なぜなら、隕石の成分を年代測定すると、大部分が46億年前の太陽系誕生頃のもの） |
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・ 昭和基地は隕石の宝庫！ → 南極昭和基地付近の青氷の平原に多数の隕石を日本観測隊が発見、現在までに5500個以上の隕石を集めてしまった。（日本が隕石研究をリード） |
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・ 壮大な宇宙ドラマをも刻んだ隕石 → 昭和基地隕石の中に軽石状のへんなもの発見。 |
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・ その隕石表面の無数の小さい穴は、地球の火山地帯で見られる軽石同様、火山の溶岩からガスが抜けたときの穴に似ている。 |
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・ しかし、他の大部分の隕石は年代46億年だから小惑星起源で、小惑星には、火山活動無いから謎が深まる。 |
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・ その後、放射性物質の減少測定による正確な年代を出すと、１３億年のものや、それ以下のものがあった。 |
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→ 結局は、小惑星、月、火星などへの天体衝突の際、岩石を溶かすようなクレーターを作り、その溶岩の一部が跳ね飛んだ岩石たちという結論になった。
（⇒ 写真） |
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成因←まず太陽系の誕生を理解する |
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１．46億年前、銀河中心から３万光年に、ガスやチリの星間運が収縮をはじめた。 |
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２．中心の巨大なガス球が太陽になり、周囲で回転する円盤の密度濃い部分が無数の微惑星に。 |
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３．微惑星（直径約10ｋｍ）が集まり、惑星誕生。 |
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４．惑星になり損ね、残った微惑星が小惑星に。 |
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・小惑星は鉄、ニッケル等が豊富で、宇宙構造物の重要な資源 |
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1932年、火星と木星の間に位置するはずの小惑星の中に「アモール」と名付けられた小惑星が、楕円軌道を持ち、地球のすぐ近くに来ることが発見された。 |
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現在までには、このような「アモール天体」が50個以上見つかっている。 |
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直径2km程度以下と小さいが、例えば1kmのものが地球に命中すると、水爆10万発と同じ爆発を起こし、22kmのクレーターが出来、噴き上げる土砂で世界中が暗くなる。 |
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このようなニアミス天体の捜索が、世界中で協力して行われている。 （日本スペースガード協会 ⇒ 講座HPを参照） |
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惑星系に影響する太陽表面活動のエネルギー源 ：磁場 |
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太陽の素顔： |
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白色光太陽像， Hα線太陽像、 X線太陽像 |
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紫外線と光学（磁場）太陽像 （⇒ 写真4枚） |
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日食時には、太陽コロナが見える |
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日食の原理、 日食写真、 日食時の空の明るさ （⇒ 写真3枚） |
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太陽内部の構造と黒点の出来る原理： |
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太陽中心から表面までの構造、 黒点磁場のでき方、 |
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黒点はなぜ黒いか、 黒点拡大写真、 黒点と気象 （⇒ 写真5枚） |
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太陽フレアのHα写真とフレアを起こす磁場構造 （⇒ 図3枚） |
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X線で観測した太陽像 （⇒ 写真２枚） |
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プロミネンスとCME(大規模ガス雲放出）の写真
（⇒ 写真２枚） |
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太陽風と、それの出来る理由 （⇒ 図3枚） |
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太陽・地球間の惑星空間構造とオーロラ （⇒ 写真２枚） |
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