宇宙塵ウサギの謎

要約

本稿では、宇宙塵ウサギにまつわる謎について探求します。まず、超新星によって吹き飛ばされたガスと塵雲から星が生まれる過程を見ていきます。次に、ウサギの最初の謎である、原始惑星円盤の風のような大気の中でどのように成長し続けるのかを調べます。一つの理論は、静電気的な力が解決策であると示唆しています。そして、ウサギがペレット状の固体に変化する第二の謎について調べます。最後に、これらのペレットが大きな天体、つまり私たちが知っている惑星を形成するためにどのようにくっつくのかを探求します。

星の誕生

46億年前、あなたが座っている場所は、新生星を周回する巨大な塵とガスの雲の一部でした。超新星によって吹き飛ばされたガスと塵雲が、星となるために一定のジャン質量と呼ばれる閾値に達すると、自己収縮し、最終的には核で水素を燃やすほど熱くなり、星が誕生します。

新しい星で核融合が始まると、ガスの噴出が発生し、雲の上部と下部が飛び去り、周回するガスと塵の環が残ります。これは、気流が発生する場所で、ガスの渦が粒子を運び、粒子同士が衝突し合います。塵は、微小な金属片、岩のかけら、氷のかけらで構成されています。

第一の謎：ダストクラスターはどのように成長し続けるのか？

人間の髪の毛の幅の100倍小さいダスト粒子は、バン・デル・ワールス力によって互いにくっつきます。しかし、ダストクラスターがある程度の大きさに成長すると、原始惑星円盤の風のような大気によって、衝突するたびに分解されるはずです。彼らがどのように成長し続けるのかという問題が、宇宙塵ウサギの最初の謎です。

この問題に対する一つの理論は、静電気的な力が答えであるというものです。エネルギッシュなガンマ線、X線、紫外線光子が、円盤内のガス原子から電子をはがし、正のイオンと負の電子を作り出します。電子はダストにぶつかってくっつき、ダストを負に帯電させます。風がクラスターを押し合わせると、同じもの同士が反発し、衝突する際に速度が遅くなります。そうすることで、優しい衝突になり、クラスターは分解されません。反発力が強すぎる場合は、成長しないままです。一つの理論は、高エネルギー粒子があるダストクラスターからより多くの電子をはがし、正に帯電させることができるというものです。反対はまた引き合いますので、クラスターは急速に成長します。

第二の謎：フワフワの宇宙塵ウサギはどのように固体ペレットになるのか？

私たちは、隕石で見つかった証拠から、これらのフワフワの宇宙塵ウサギが加熱され、溶かされ、そして固体ペレットであるコンドルールになることを知っています。しかし、それがどのようにして起こるのか、またなぜ起こるのかは全く分かりません。

さらに、一度ペレットが形成されると、どのようにくっつくのでしょうか？先程の静電気的な力は弱すぎますし、小さな岩は重力によってくっつけることはできません。重力は、関係する物体の質量に比例して増大します。つまり、あなたが足で発生させる力だけで、小さな山のような大きさの小惑星から簡単に逃げ出すことができるのです。重力ではない場合、どうすればいいのでしょうか？

おそらくダストが関係しているのかもしれません。ペレットの外側に集まったフワフワのダストリムは、ベルクロのように作用するかもしれません。隕石で証拠が見つかっており、多くのコンドルールが非常に細かい物質、おそらく凝縮されたダストに囲まれていることがあります。最終的に、コンドルールのペレットは、より大きな岩の中でセメント固めされ、直径約1キ