星のエネルギー源

秋になって北東の空にカシオペヤ座が昇って来ています。
Ｗの形をした星座です。図1のようなカシオペヤＡと呼ば
れる天体がある星座です。この天体は星の最期の大爆発
（超新星爆発）をおこしておよそ300年が経過した姿で
す。超新星爆発はとても面白い現象で、山形が誇るアマ
チュア天文家の板垣公一さんがつぎつぎに発見して話題
をよんでいる天体の多くはこの超新星爆発です。

こんな爆発のエネルギー源を理解するには水の蒸発を考え
ると分かりやすいと思います。図2の右側で、下に描いた水
の状態から上に描いた水蒸気の状態になるのを蒸発(気化)と
いいます。水が蒸発するとき熱を奪うのを知っていますね。
肌がぬれてしまって、その水が蒸発するとき寒くなります。
夏に水を打つのもこのことを利用しています。水を作っている
水分子のつぶつぶが凝縮した状態、つまり、液体の水から、
バラバラな状態、つまり、水蒸気になるときに熱を奪う現象
です。アルコールをぬったときスッとするのも同じです。こ
のように分子や原子が「集まった状態」から「バラバラな状
態」になるときに熱を奪います。

逆に、水蒸気が水になるときは熱が出ます。100度もの水蒸気
が皮膚にあたったとすると、水蒸気が肌に触れて冷やされて水
になりますが、このとき、水蒸気から水に変化するため熱が発
生しますので、もともとの水蒸気の温度に追加の発熱が重なって
水蒸気はおおやけどをもたらします。図3の上の状態から下の
状態に行くときには熱が発生すると覚えておきましょう。

同様に、原子がバラバラな状態から凝縮し結合するとエネルギー
が発生します。太陽の中心では水素原子がバラバラで動きまわっ
ていますが、それらが結合してヘリウム原子になる反応が起きて
います。核融合反応といいます。ここでも発熱、エネルギーの発
生がおこります。このエネルギーで太陽は輝いています。

図2のカシオペヤＡの写真の中心部分に小さいまるい点を見つけ
られますか？これは爆発の中心にある凝縮物で中性子星とよばれ
るものです。この中性子星の凝縮のときに巨大なエネルギーが発
生し、それが爆風のエネルギーを与えているのです。凝縮にはエ
ネルギーの発散が伴うのですね。人も集まるとエネルギーが発生
するのも似ていますね。



http://astr-www.kj.yamagata-u.ac.jp/~shibata/yamashin/98-fig1.ppt
http://astr-www.kj.yamagata-u.ac.jp/~shibata/yamashin/98-fig1.jpg
図１ カシオペヤＡ(NASA 提供)
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図２ (特に説明なし)
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