なぜ地球磁極は逆転するのか?

現在、太陽黒点数の推移を追っています

5月度その11: ノーベル賞シリーズ ➡ チャンドラセカール限界と超新星爆発と中性子星とブラックホール!

ノーベル賞シリーズ ➡ チャンドラセカール限界と超新星爆発中性子星ブラックホール

 

 

 第2話は、チャンドラセカール限界とそれに伴う超新星爆発と、同様のコンセプトで延長線上にある中性子星ブラックホールのお話です

 

 [チャンドラセカール限界 - Wikipedia] とは:

恒星はある程度以上の質量があると、恒星進化過程の最終段階で、内部の圧力では自分自身を支える事が出来ず、白色矮星として存在する事が出来なくなり、超新星爆発を起こして中性子星となります

チャンドラセカールは、白色矮星の限界質量について1931年から1935年に掛けて公式を導き出し、その結果、太陽の1.26倍以上の質量を持った白色矮星は存在しないと結論付けた

現在、実際には太陽質量の1.38倍で核融合反応が始まって超新星爆発するものと考えられています

 

 そしてこれは、中性子星にも同じコンセプトが適用できて、それはトルマン・オッペンハイマー・ヴォルコフ限界と呼ばれ、中性子星が持ち得る質量限界であって、太陽質量の1.5倍から3倍程度と考えられ、これを超えるとブラックホールとなります、1939年に提唱されました

 

 さて、ブラックホールとなると外的特徴として宇宙ジェットが挙げられるます

f:id:yoshihide-sugiura:20200526131821p:plain

By NASA and The Hubble Heritage Team

中心に太陽質量の65億倍もの超大質量ブラックホールを持つ楕円銀河M87の中心部から放出される宇宙ジェット、長さは7,000~8,000光年にも及ぶと推定されている

ここで重要なのは、ブラックホールの宇宙ジェットはプラズマ・ビームであり降着円盤から形成されビームとなったもので、中性子星パルサーの電磁波ビームとは全く異なる物理過程、という事なのです

しかしブラックホールからも強烈な電磁波が観測される事があり、この場合は、シンクロトロン放射であろうと考えられています

それでは、中性子星にプラズマ・ビームは観測されるのであろうか?と言うと:

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1d/Vela_Pulsar_jet.jpg

By NASA/CXC/PSU/G.Pavlov et al.

それが、あるのです!

右上方向にジェットを放出するほ座のベラ・パルサー、中性子星自体は内部に存在し、ガスに遮蔽されて見えない

この場合、中性子星には降着円盤が形成されている、と考えられます、要するに何でもアリなのだが、ここで降着円盤によるプラズマ・ビームのモデルに迷い込む事なく、あくまでも中性子星の電磁波パルサーのモデルを考える事にします

要するに、上図の中性子星の宇宙ジェットと下図の中性子星電磁波ビームとは、全く異なる物理モデルなのです

パルサーが自転により周期的に発光する原理(Ogg Theora 動画ファイルをGif動画に変更)クリエイティブ・コモンズ動画 作者:Jm smits、(id:rio-masaki)さん記事より転載

それでも電磁波ビーム・モデルは結構難しく、現在、自由電子レーザーによるモデルを考え中なのであります

 

 それでは、ここでスブラマニアン・チャンドラセカールの履歴を簡単にまとめて見よう:

● 1910年、イギリスの統治下にあった英領インドのラホール(現パキスタン領)に生まれる

● 1930年、マドラスの大学を卒業、当時の宗主国イギリスのケンブリッジ大学に留学する、イギリスへの渡航途中、船上にて、白色矮星の質量には上限があることを発見した、当時19歳であった

● 1933年、学位を取得する。ケンブリッジではアーサー・エディントンに師事した、チャンドラセカール質量の研究について、この質量を超えた天体がブラックホールになりうるという事等、後年に高く評価される結果をエディントンは徹底的に批判したため、確執が生まれる

何と、白色矮星の質量上限だけでなく、既にブラックホールを予想していたのである!

ブラックホールは、エディントンには受け入れ難いコンセプトであったのだろう

サーの称号を持つエディントンは英国天文学会の大御所で、アインシュタイン一般相対性理論が提唱された時、実証実験をアフリカまで出向いて皆既日食の時に実施した人物

であり、

一般相対性理論を理解できるのはアインシュタインを除いて世界に二人しかいないようですが?」と記者に問われて「はて? 一人は分かるが、もう一人は誰だろう?」と答えたという逸話が残る自信家

であった、こんな人物とブツカっては、ど〜しようも無く

● 1937年、アメリカへ移住し、シカゴ大学天文学の研究に励み、多くの業績を残している

● 1983年、「星の構造と進化にとって重要な物理的過程の理論的研究」でノーベル物理学賞を受賞

何と、チャンドラセカール限界の発表から約50年が経過しての受賞であった

尚、

ラマン効果で1930年にノーベル物理学賞を受けたチャンドラセカール・ラマンは叔父に当たる、ラマンは英国に渡る事なくインドで研究しノーベル賞を受賞している

と、まぁ、優秀な家系であった、という事なのでしょうね

● 1995年にシカゴにて没、享年84歳

 

 Subrahmanyan Chandrasekhar.gif

By Startchild Project NASA

スブラマニアン・チャンドラセカール

 

 

 

 

以上です

 黒点数の推移にご興味のある方は「読者」登録されますと、更新時にメッセージが届きますので、たいへん便利かと存じます。

 本ブログ題名「なぜ地球磁極は逆転するのか?」と件名「太陽黒点数の推移を追う!」は内容に於いて一致しません。 これは、はてなブログ無料版を使っている上で成行き上そう成ってしまったからです。 これを回避するにはproに行くしかないそうです。 現在、proに移行する計画は無く、当面このままで行くしか無い状況です。 混乱させて大変申し訳ないのですが、よろしくお願い致します。

 尚、太陽の黒点に関する一般的な解説は、こちら: [太陽黒点 - Wikipedia]

 

最後まで読んで頂き、ありがとう御座いました。

 

免責:

本ブログにおけるデータハンドリングと解釈・プログラム作成・結果としての内容などに関し、本ブログ著作者はいかなる責任を負うものでもありません。

引用:

[1] 国立天文台 太陽観測科学プロジェクト 三鷹太陽地上観測

[2] List of solar cycles - Wikipedia