宇宙のほこりたちの謎を解き明かす

要約

宇宙のほこりたちは、物理学者たちの長年の関心事である。星々の間のこの空っぽの空間には、実際には超新星によってそこに吹き飛ばされたガスやほこりの雲が含まれている。密度の高い雲がある閾値に達すると、自らの中心に向かって崩壊し、加熱され、最終的には水素を燃やすほどに熱くなり、星が形成される。しかし、ほこりの塊がある一定のサイズに成長した後、どのようにして成長を続けるのかという問題が生じる。これは、専門家たちが探求する宇宙のほこりたちの多くの謎のうちの1つに過ぎない。

宇宙のほこりたちの誕生と構造
最初の謎：ほこりの塊はどのようにして成長し続けるのか？
一つの理論：静電気の力
さらなる謎：「コンドルール」と呼ばれる固体ペレットの形成
コンドルールはどのようにくっつくのか？
すべてをつなぎ合わせるほこりの役割
結論

はじめに

広大な宇宙は、人々の興味をひきつけてきた。しかし、宇宙の謎に深く没頭するにつれて、私たちが知らないことがどれだけあるかをますます感じるようになってきた。宇宙のほこりたちという謎もその一つである。星々の間の空っぽの空間には、ほこりとガスの雲が含まれている。これらの雲について私たちはかなり理解を進めてきたが、まだ多くの問いが残されている。

宇宙のほこりたちの誕生と構造

宇宙のほこりたちは、星々の間の広大なほこりとガスの雲の中で形成される。これらの雲は通常、超新星によって吹き飛ばされる。密度の高い雲がジャン質量と呼ばれるある閾値に達すると、自らの中心に向かって崩壊し始める。縮小する雲はますます速く回転し、加熱され、最終的には中心の水素を燃やすほどに熱くなり、原始星が形成される。原始星は、ガスの噴出を送り出し、雲の上下を吹き飛ばして、周回するガスとほこりのリングを残す。これを原始惑星円盤と呼ぶ。

最初の謎：ほこりの塊はどのようにして成長し続けるのか？

ほこりの粒子は、微小な金属の破片、岩のかけら、氷から成る。人間の髪の毛の幅の100分の1の大きさのほこり粒子は、ファンデルワールス力と呼ばれる力で互いにくっついている。しかし、ほこりの塊がある一定のサイズに成長すると、ディスクの風の大気が衝突するたびに常にそれらを分解するはずである。これがほこりたちの最初の謎である。この問いに答えるために、1つの理論は静電気の力に注目している。エネルギッシュなガンマ線、X線、および紫外線光子は、ディスク内のガス原子から電子をはぎ取り、陽イオンと陰電子を作り出す。これらのイオンはほこりに当たってくっつき、ほこりは負に帯電する。したがって、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、衝突すると速度が遅くなる。そうすることで、やさしい衝突になり、クラスターは破壊されない。しかし、反発力が強すぎる場合、クラスターは成長しない。ある理論では、高エネルギーの粒子は、いくつかのほこりのかたまりからより多くの電子をはぎ取ることができ、それらを正に帯電させることができる。反対は再び引き合い、クラスターは急速に成長するが、この理論はまだ研究中である。