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発見から100年、ついに宇宙線の生成源を特定

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天文学
引用元:サイエンスポータル


 宇宙空間を光速に近いスピードで飛び回っている高エネルギーの放射線「宇宙線」は、太陽よりも重い星が生涯を終えて大爆発を起こした残骸(超新星残骸)で生成されていることが分かった。京都大学の田中孝明助教や広島大学、宇宙航空研究開発機構(JAXA)、米国 SLAC国立加速器研究所などの国際研究チームが「決定的な証拠を見つけた」と発表した。発見から100年、ついに宇宙線の源が特定された。

crshower2_nasa

 宇宙から地球に降り注ぐ宇宙線(一次宇宙線)の大部分(90%)は陽子で、9%がヘリウムなどの原子核、1%が電子だという。最近の観測によって、宇宙線の電子成分は超新星残骸が起源であることが分かってきたが、陽子や原子核については観測的な裏付けはなかった(下略3 :名無しのひみつ:2013/02/19(火) 00:32:45.11 ID:e60kcKIA
なんでいきなり陽子の次がヘリウムなんですか?
水素じゃないんですか?教えてください。

4 :名無しのひみつ:2013/02/19(火) 00:37:35.71 ID:XjEGzO/x
>>3
陽子は水素の原子核と考えられるからねー、それでいいんだよ。
10 :名無しのひみつ:2013/02/19(火) 00:53:22.22 ID:e60kcKIA
>>4
でもヘリウムの原子核って、だいたい中性子が付いてるんじゃ?
「陽子一個+中性子(=水素原子核?)」ってのもあっていいんじゃないかと・・・
11 :名無しのひみつ:2013/02/19(火) 00:55:55.36 ID:+LB4lEoM
>>10
同位体くらい中学校で習ったろ。
63 :名無しのひみつ:2013/02/27(水) 17:01:29.85 ID:Fe1A7hKQ
>>10
重水素(N+P)は、水素の 0.015% 存在。

13 :名無しのひみつ:2013/02/19(火) 01:02:49.58 ID:e60kcKIA
>>11
うん?答えじゃないよね?
16 :名無しのひみつ:2013/02/19(火) 01:11:46.42 ID:+LB4lEoM
>>13
重水素くらい中学校で習ったろ。
17 :名無しのひみつ:2013/02/19(火) 01:15:10.20 ID:e60kcKIA
>>16
ますます核心から離れてるんですけど・・・
18 :名無しのひみつ:2013/02/19(火) 01:16:22.19 ID:+LB4lEoM
>>17
あっていいんじゃないか、じゃなくて「有る」と言ってるんだけど?
19 :名無しのひみつ:2013/02/19(火) 01:20:08.05 ID:e60kcKIA
>>18
「有る」って「一次宇宙線に有る」って言う意味?記事はそんなふうに言ってないけど。
一次宇宙線に多い順番は、陽子一個、陽子一個+中性子一個、陽子2個、陽子2個+中性子2個・・・
じゃないのが不思議と思ったんだけど・・・
20 :名無しのひみつ:2013/02/19(火) 01:23:01.58 ID:KbarV0ys
>>19
有ると思うよ。でも数が少ないんだろうな。
電子をはぎ取られた普通の水素原子=陽子や電子をはぎ取られたヘリウムの原子核が多いと言うだけで。
ただ、自然界には普通の水素の方が重水素や三重水素より圧倒的に多いのと同じで陽子と中性子がくっ付いた物は相対的に不安定だから少ないのだろうと思う。

陽子2個は明らかに不安定だから無いと言い切れるかどうかは分からないけど、とにかく少ないと思うよ。
それよりはヘリウム原子のように適当に中性子と混ざっている方が安定。
21 :名無しのひみつ:2013/02/19(火) 01:24:44.66 ID:KbarV0ys
>>20
つまり、有ったとしても飛んでいるうちに壊れて別の物になってしまうのではないかと。



5 :名無しのひみつ:2013/02/19(火) 00:42:50.05 ID:i/mhUcpl
陽子ちゃんが生みの親だったんだね。



6 :名無しのひみつ:2013/02/19(火) 00:43:26.16 ID:KR8T3N+G
もっと大気シャワーと、ミューオンのことも解説して欲しい。
AirShower
空気シャワー



7 :名無しのひみつ:2013/02/19(火) 00:43:47.29 ID:7Xku6x9Y
爆発自体じゃなくて「残骸」から出てくるのか。



9 :名無しのひみつ:2013/02/19(火) 00:48:59.94 ID:Cjr4zoCt
爆発だけだと一瞬で終わっちゃうのかな。



31 :名無しのひみつ:2013/02/19(火) 06:51:44.11 ID:TEVMXZBM
高エネルギー宇宙線が飛んできた方向には超新星残骸とか、
何の痕跡も見つからない場合も多いらしいけど、それでも超新星起源なの?

32 :名無しのひみつ:2013/02/19(火) 07:05:42.55 ID:UGIMm9xH
>>31
宇宙線は磁場の影響を受けるので、宇宙線の生まれた場所と飛んでくる方向が必ずしも一致しない。



35 :名無しのひみつ:2013/02/19(火) 09:01:15.51 ID:ON95mIOz
単に超新星残骸からのガンマ線は、陽子や原子核が周囲のガスと衝突することで発生したことが
わかっただけで、宇宙線については何も言えてないじゃねーか。



40 :名無しのひみつ:2013/02/19(火) 10:49:54.26 ID:2tWg6eSP
9割が陽子なら地球はどんどん+に帯電していく?



53 :名無しのひみつ:2013/02/26(火) 18:03:45.47 ID:zNel4te7
ベテルギウスの爆発した光が届いた場合に、宇宙線が増えるのに時間余裕はほぼ無いって事か。
光速の99%だとして6年、99.9%だとしたら7ヶ月後には宇宙線が急激に増大するって事だよね?



54 :名無しのひみつ:2013/02/26(火) 18:46:07.11 ID:k2o1pIWI
>>53
宇宙線は磁場の影響で直進できないため、どの超新星爆発で生まれたかは全くわからない。
今回の研究は超新星爆発で作られた宇宙線が周囲の星間ガスに衝突して、そのとき作られたガンマ線を
観測した結果、宇宙線は超新星爆発で作られたに違いないと結論づけたってこと。
(中性なので磁場の影響なし)



55 :名無しのひみつ:2013/02/26(火) 20:09:20.53 ID:Ge55j/Pv
もし仮に太陽の位置で超新星爆発が起きたら、地球はどうなりますか?

56 :名無しのひみつ:2013/02/26(火) 20:24:22.77 ID:B6Crw6vq
>>55
隣の部屋で核爆弾が爆発したらどうなるか考えてみたら、それでだいたい合ってるよ。
57 :名無しのひみつ:2013/02/26(火) 20:30:50.43 ID:Ge55j/Pv
>>56
え、消滅するんですか?
まさか。
58 :名無しのひみつ:2013/02/26(火) 23:36:12.28 ID:iiUbqwfK
>>57
冥王星も消滅。
4光年先のアルファケンタウリとかでも全滅する。
61 :名無しのひみつ:2013/02/27(水) 16:34:47.85 ID:0t7xhnDf
>>55-58
ちょっと計算してみた。II型超新星の放出するエネルギーが10^(44~46)ジュールと言われているから、
一番少ない1e44Jで考えても広島型原爆(5.5e13J)の1.8e30倍。乱暴に距離の二乗に反比例して輻射エネルギーが小さくなるとして、平均地球公転半径の1.49e11mを1.8e30を平方した1.3e15で割ると1.1e-4m。
つまり、太陽位置で超新星爆発があるとき地球では広島型原爆が0.1mm先で爆発したのと同じ威力。
64 :名無しのひみつ:2013/02/27(水) 19:53:17.41 ID:SqCiE0sX
>>61
地球は岩石や大部分が鉄とかニッケルの金属だけど、それも蒸発するわけ?
0.1mm隣で原爆が爆発したらまあどんな金属でも蒸発はするんだろうけど、信じられないなあ・・・
そんなに凄いのか。
66 :名無しのひみつ:2013/02/27(水) 21:22:07.02 ID:SqCiE0sX
>>61
0.1mm先ってことは、そのときの地球の大きさはナノメートルくらいで考えていいの?



59 :名無しのひみつ:2013/02/27(水) 14:37:13.09 ID:TWyhIhSb
ベテルギウスの最期:超新星の兆候とその威力




60 :名無しのひみつ:2013/02/27(水) 15:23:04.55 ID:OKWWTDbm
宇宙線の90%がプロトンなんだから当たり前で。

62 :名無しのひみつ:2013/02/27(水) 16:55:07.46 ID:fVu+jIMd
>>60
その当たり前を検証して科学的根拠を得るのが大切なんじゃないですかーやだー



65 :名無しのひみつ:2013/02/27(水) 21:04:15.01 ID:Xj/06MPq
うちらの太陽が90億年かけて出すエネルギーを10秒で出すんだぞ。
比較対象が核兵器でも 「(w」 程度にしか扱われないような究極の天変地異だよ。

66 :名無しのひみつ:2013/02/27(水) 21:22:07.02 ID:SqCiE0sX
>>65
そんな映画を作ってほしいなあw
シリウスの伴星に巨大褐色矮星が近づいているのが発見されて、それが伴星に吸収され始める。
そして超新星爆発必至という状況で人類が立ち向かう。
67 :名無しのひみつ:2013/03/01(金) 19:01:15.44 ID:SCfuxWf7
>>66
蒸発する地球の物質は長さの三乗の体積があるから、単に小さくして考えるだけではダメだと思う。
比率から半径0.11mmの球の半分の面積に原爆の半分のエネルギーが集中するのと一緒だから、地球の太陽に一番近い面が一番ぶ厚いから、ここで考えるとπr^2×2で「0.076平方ミリ×地球の直径」という物体で原爆一個分のエネルギーを受け止める計算。

0.965立方メートルだから、地球の平均密度かけて5.5tの鉄とニッケルで原爆一個分に抵抗。
余裕で全部蒸発ですなw



70 :名無しのひみつ:2013/03/04(月) 07:38:06.71 ID:OvC4CSTh
90%の陽子とくっついてた電子はどこにいったんだよ。



72 :名無しのひみつ:2013/03/04(月) 17:37:58.91 ID:d0jbkqEc
現在では実験で実証されているが、地球に雲が出来る要因の大きな部分が宇宙から飛来する宇宙線だ。
つまりこの2つの超新星爆発がなければ地球に高等な生命は生まれなかったことになる。

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    この記事へのコメント

    2013年03月04日 20:52
    陽子!ど、同位体なんてまだ早いッ!お父さんは…お父さんは……泣
    名無し隊員さん
    2013年03月04日 20:53
    でんこ「・・・」
    名無し隊員さん
    2013年03月04日 21:21
    陽子2個の宇宙線は、ヘリウム2くらいあり得ないと思うのだが。
    名無し隊員さん
    2013年03月04日 21:29
    これって何が新しいの?
    超新星残骸も含まれるけど、現在発見、推定されている超新星残骸の個数では、地球に降り注ぐ宇宙線の量に対して少なすぎるっていうのと、最高10^20eVという高エネルギーの宇宙線の起源がよくわからん(GRB?)って話が問題だったはずじゃ。
    名無し隊員さん
    2013年03月04日 21:34
    ※3
    強い核力が現在の数%強くならないと存在できないんだよね。
    もし一瞬くっついたまま光速の99.99999999%とかで割と近場から
    飛んできたなら一瞬確認出来るかも知らんけど
    名無し隊員さん
    2013年03月04日 21:59
    中学の指導要領に同位体なんてあったっけ?
    名無し隊員さん
    2013年03月04日 22:21
    うろ覚えだけど超新星爆発の影響から地球を守るアニメがあった気がする。
    すざくたん
    2013年03月04日 23:28
    ゆとり世代だけど、同位体は中学でやらなかった
    まとめブログリーダー
    2013年03月04日 23:31
    ネラーはさ、バカを虐めて遊ぶのやめなよ教育にわるいから
    名無し隊員さん
    2013年03月04日 23:39
    >>4
    以前から宇宙線の由来はほぼ間違いなく超新星残骸だろうと言われていた
    ただあくまでも理論上、推測の上での話

    今回の発見は、実際に宇宙線が生成されているのを観測によって初めて確認したこと
    「~だろう」から「~である」に変わったわけよ
    理論を観測や実験で確かめていくのは科学の基本中の基本だろ?
    2013年03月04日 23:40
    中学校の教科書にはなー
    「原子は分割することができず、他の原子に変化することもない」
    って書かれてるんだぞー

    それはそうと、宇宙線の運動エネルギーって超新星爆発で発生できる温度なの?
    それともそれ以上の運動エネルギーを
    何らかの加速器的な機構で得ているの?
    名無し隊員さん
    2013年03月04日 23:46
    >>7
    「宇宙のステルヴィア」じゃね?
    ガンマ線バーストで死にかけたけどどうにか復興して、今度は衝撃波が来るからどうにかしようっていう内容のやつ

    うのまことなんで目がなんか気持ち悪かった記憶が…
    名無し隊員さん
    2013年03月04日 23:47
    >>7
    それは宇宙のステルヴィア
    ラスボスは宇宙ひも
    2013年03月04日 23:47
    陽子線治療が捗るな
    2013年03月04日 23:49
    最近はPM2.5とかで雲が出来やすい気がする
    名無し隊員さん
    2013年03月05日 10:02
    >>1。俺はお前が嫌いじゃないぜ?

    >>7
    本文>>62が全てを語っているぞ?
    名無し隊員さん
    2013年03月05日 15:05
    ヘリウムの原子核とか言わずに、α線って言えばいいんじゃないかなと…。
    原子核崩壊で発生するα粒子以外はα線って言わないんだっけ?

    しかしなんで電子(これもβ線とは言わんのか?)は少ないんだろね。
    質量軽いから星間物質に衝突して減速して消えていくのか、
    磁場でトラップされたりシンクロトロン放射で弱まって消えていくのか?
    名無し隊員さん
    2013年03月05日 17:08
    Google Chrome が www.scienceplus2ch.com のこのページへのアクセスをブロックしました。
    不正なソフトウェアの配信元として知られる www.blogpeople.net のコンテンツがこのウェブページに挿入されています。このページにアクセスすると、お使いのパソコンが不正なソフトウェアに感染する恐れがあります。
    不正なソフトウェアとは、なりすまし犯罪、金銭的な損失、ファイルの完全削除といった問題を起こす悪意のあるソフトウェアのことです。
    2013年03月05日 18:54
    ※18
    今ググったらカガクニュース隊のブロックは解除されてるな
    blogpeople.netは依然ブロックされてる
    他にマイナビニュースや毎日新聞のサイトもブロックされてるらしい
    原因はなんだろう?
    19
    2013年03月05日 18:56
    あ、スマン俺の結果はfirefoxでグーグル検索した結果ね
    chromeの結果がどう変わってるかは知らん
    (そもそもブラウザによって検索結果がどう違うのかも知らんが)
    2013年03月05日 19:39
    このコメントは削除されました。
    名無し隊員さん
    2013年03月05日 20:54
    chromeも解除されてるね
    最初なんだこりゃって思った
    名無し隊員さん
    2015年03月30日 14:19
    まるで宇宙線の起源が丸々わかったような書き方されてるけど
    「あるエネルギー帯の」宇宙線の起源がほぼ確認されたということです