太陽系の惑星は地球型惑星と木星型惑星に大別される。そしてこれらはその大きさや構成物質等に違いが見られるが、なぜこのような違いができたのだろうか? ということを教えて下さい。。

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A 回答 (3件)

簡単にいうと太陽からの距離による違いです。


水星、金星、地球、火星は太陽からの距離が近く、従って温度が相対的に高くなります。温度が高くなると気体の運動量も大きくなり、惑星の重力では水素、ヘリウムなどの軽い気体をつなぎ止めておけず、これらの惑星にはほとんど残らない状態となり、結果として比較的重い原子で構成される事になります。こうして地球型惑星が形成されます。
一方、木星、土星、天王星、海王星は太陽からの距離が遠く、温度も当然低くなります。従って気体の運動量も小さく、惑星の重力で軽い元素を充分に引き止めておけるようになります。そして引き止めておくだけでなく、その重力によって周りの空間にある物質も引きつけ、取り込んでいくことにより大きく成長していくことになります。ということで比較的軽い物質からなる巨大な惑星ができあがることになります。これが木星型惑星です。
惑星にはもう一つ、冥王星がありますが、これはあまりに遠く且つ探査機もまだ到達していないので詳しいことはわかっていませんが、どちらの型にもあてはまらないものと考えられています。木星や土星の衛星のような氷状物質でできているというのが一般的な説です。したがって、元来は惑星ではなく海王星の衛星であったのではないかという説や、超巨大な彗星だという説があります。
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この回答へのお礼

早くに回答頂きありがとうございました。
とてもわかりやすく助けになりました。

お礼日時:2001/12/11 16:30

太陽系の形成過程でもっともらしいと思われているのは、塵の沈殿です。


コップに水を入れて泥、砂、小石などを入れてかき混ぜると、重たいものが先に沈降していって軽いものは上の方に沈降するようになります。太陽系の場合も同じで、重いものは先に現在の公転面に沈降し衝突合体によって微惑星ができます。軽い物質であるガス(水素など)は太陽風の圧によって外側へはけられて希薄になるので内側の微惑星では沈降するまでに至りません(地球型惑星)が、太陽から遠くなるほど圧力は距離の二乗で弱くなるので、外側へ行くほど溜まります。そういったガスが沈降してできたのが木星型惑星で、ガスを集積するほど重力が増すので大きくなります(木星・土星)。しかし、あまりに外側へ行き過ぎるとガス自体の濃度が公転面上で下がるので木星型惑星の大きさはあまり大きくなりません(天王星・海王星)。

地球型惑星は原始惑星が重力エネルギーを開放していく過程で地表面温度が非常に高温になり、隕石の中に含まれていた水素・水・二酸化炭素などの物質が蒸発することによって大気が出来ました。金星では太陽に比較的近いため水素が太陽光によって水素が宇宙空間に逃げ水が残らず暴走温室効果を起こして現在のような灼熱の惑星になっています。地球は適度に温室効果(二酸化炭素・水蒸気など)をおこし、かつ生物により酸素の多い珍しい大気になりました。火星は同様に温室効果を起こしましたが惑星の質量が小さいため重力が弱く大気を地表にひきつけられなくなり現在のような超希薄大気になりました。

木星型惑星の大気の大半は水素で次に多いのはヘリウム、メタンなど。各惑星の色が違うのは大気中に局所的に存在する物質(リンを含むものなど)による為だと考えられますが、なぜそのような局所的な分布をするのかはまだ分かっていません。

しかし、このモデルは太陽系の形成自体に関しては成功していますが、一般的な惑星形成過程なのかどうかは本当のところよく分かっていません。最近では太陽系外の惑星系をもつ恒星が多く見つかってきていますが、その大半が恒星に非常に近い距離(おおよそ水星から地球程度にかけての距離)に木星型惑星(巨大ガス惑星)が1個か2個あることが分かっています。これは今までの標準的な惑星系形成過程の理論が間違っているのか、それとも既存の理論の枠内で説明できるのか(例えば形成後の惑星の軌道が変化することで説明する)、と大きく分かれるところでもあります。
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この回答へのお礼

どうも詳しく教えて下さいましてありがとうございます。
今後も困ったときは宜しくお願いします。

お礼日時:2001/12/11 16:24

 


  ちょっと不確実なので、自信なしにしますが、地球という惑星の起源については、小隕石多数衝突説が、現在の定説ではないでしょうか。地球は、ガス雲が集中してやがて凝縮して惑星になったのではなく、大体地球の軌道当たりあった多数の小隕石が衝突し、段々大きくなって、最終的にかなりな大きさの天体になった地球に更に残りの小隕石が落下して来て、最初の地球の状態は、衝突の熱で高熱状態で、表面は溶け、灼熱の惑星だったはずです。それから内部から気体が外部に出てきて、原始大気を造り、しかし、それは雨となって地上に降り注ぎ、地上の温度を下げたはずです。こういう初期の生成状態では、最初から、メタンやアンモニアや水素などは、地球表面には、存在できず、先カンブリア代や古生代の大気は、その後、大地から徐々に取り込まれていた気体が出てきて、形成された大気のはずです。地球は、木星や土星のような、メタン・水素などで表面を覆われたタイプの惑星だった時期は一度もないはずだということです。
 
  火星、金星、水星なども、おそらく同じようにして造られたのでしょう。それに対し、少なくとも木星と土星は、小隕石衝突過程ではなく、元々のガス雲が凝縮して構成されたのではないかと思います。無論、小隕石の多数の衝突もあったでしょうが、表面が溶融するような高熱状態で惑星が出発したとは思えません。大洋からの距離があることは、熱放射も少ないですが、また引力も小さいことを意味し、原始太陽系において、ガス凝縮で惑星が構成できる条件があったのだと言えます。その場合、元々の星間ガスの成分を多く含んだ組成の惑星ができたのでしょう。壊れたか、または形成が失敗した第五惑星は、小隕石衝突過程と、ガス雲凝縮と両方の過程で惑星形成しようとして、どちらも失敗したのではないでしょうか。天王星・海王星の場合も、太陽の引力が小さく、惑星生成は、ガス雲の凝縮という過程であったと思えます。
 
  惑星が構成された後は、木星や土星が、もし金星ぐらいの軌道であれば、無論、熱で、現在の大気表面は維持できなかったでしょうが、地球や火星、金星には、最初からああいうガス大気がなかった可能性が、小隕石衝突という生成過程からは考えられます。
 
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この回答へのお礼

とてもわかりやすく書いてあり、ありがとうございました。

お礼日時:2001/12/11 16:27

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Q鉄より重い元素はどうやってできるのですか?

こんにちは。
恒星のことについて調べていたら、核融合反応では鉄より重い元素はできないと書いてありました。
しかし地球には鉄より重い元素がたくさんあります。
ウランなどの質量量の大きな元素はどこでどうやって作られると考えれているのでしょうか?
教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>恒星のことについて調べていたら、核融合反応では鉄より重い元素はできないと書いてありました。

正確には、「恒星内で起る核融合では鉄より重い元素はできない」ということです。

質問の主旨は↓でよろしいでしょうか
>ウランなどの質量量の大きな元素はどこでどうやって作られると考えれているのでしょうか?

回答:質量の大きい恒星が超新星爆発を起す時の圧力による核融合によって作られます。
(超新星爆発は、質量の大きい恒星(太陽の10倍以上)でなければ起りません。)

以下は、重い原子ができる過程です
恒星内では、水素が核融合する事により、エネルギーとヘリウムが作られています。
恒星は、この核融合のエネルギーが外部(表面)に向かう圧力となっています。
これが、中心核の引力によって引き込まれる物質を止めています。

その恒星内で水素が不足してくると、ヘリウムも核融合し始めます。
そうなると、それから生まれた元素も更に核融合をしていきます。
この結果、多くの元素が生まれます。

しかし、鉄は安定性が高く核融合を起しにくいので、恒星内部の圧力では鉄までしか作れません。
そうなると、核融合が行われずエネルギーが生まれなくなります。
その後、中心核の温度が上がり、鉄がヘリウムに分解されます。(光崩壊)
これは吸熱反応なので、エネルギーが生まれません。
その結果、【重力崩壊】がおこり、超新星爆発がおこります。

この超新星爆発の圧力による核融合で、鉄より重い元素が生まれます。


【重力崩壊】
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%87%8D%E5%8A%9B%E5%B4%A9%E5%A3%8A

>恒星のことについて調べていたら、核融合反応では鉄より重い元素はできないと書いてありました。

正確には、「恒星内で起る核融合では鉄より重い元素はできない」ということです。

質問の主旨は↓でよろしいでしょうか
>ウランなどの質量量の大きな元素はどこでどうやって作られると考えれているのでしょうか?

回答:質量の大きい恒星が超新星爆発を起す時の圧力による核融合によって作られます。
(超新星爆発は、質量の大きい恒星(太陽の10倍以上)でなければ起りません。)

以下は、重い原子...続きを読む

Q光と電波。X線などは同じ速度ですか?

光の速度は一定だと習いました。
ところで電波と呼ばれているものも光の一種でしょうか?
X線とか、ニュートリノも同じ速度でしょうか?
光の定義を教えてください。

また光といっても七色あり、波長が違います。
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また光ファイバーでは、硝子の中を光が通過するわけですが、ここでも速度は一定なのでしょうか?

光の速度をコントロールすることはできませんか?
速くするのは無理としても遅くするのは可能ではありませんか?

Aベストアンサー

たくさん質問が並んでいてたくさんの人からいろいろな回答が出てきますのでご自分で整理しながら聞いてくださいね。時にはウソも混じってますので気をつけろ!

「光の定義」というのは少なくとも物理学の範囲ではひとつに決まらないはずです。出てくる場所によりますね。ですので、#3の回答にあるように、「可視光」「電磁波」などと言い換えて定義することになります。物理学を超えて、「希望の光」とか使うこともありますからね。

質問に出てきた中で、「ニュートリノ」だけは明らかに他とは異なり、「電磁波」の仲間ではありません。「電磁波」は量子力学的には波であると同時に質量の無い「光子」が飛んでいると考えてよいのですが、ニュートリノはどうやら質量があるようです。
ので、真空中では光と同じ速度で飛ぶことはできなです。(が、質量があるといっても非常に軽いので実際には光とほとんど同じ速度で飛行します。)

>それぞれの波長の光でも速度が一定というのも納得しにくいところです。

ですね。そこをまず、「一定とする」して受け入れたところからアインシュタインは(特殊)相対性理論を打ち立てたのです。納得できないのであればとことん調べてみましょう。

#2さんのおっしゃるように、真空中ではなくガラスなどの媒質中では波長によって速度は異なります。そのため、プリズムでは白色光をなないろに分けることができるのです。

>また光ファイバーでは、硝子の中を光が通過するわけですが、ここでも速度は一定なのでしょうか?

一様な媒質中を通るので通常は一定ですね。ただし、光ファイバーの中では光はまっすぐに走るわけではなく、壁に何度も反射してコルク抜きの様にぐるぐる回りながら進む場合もあります。そのときはファイバーの長さよりもかなり長い距離を進むことになるので到達時間は長くかかることになります。何10kmもある長ーいファイバを使った通信ではこのようなことが起こると高速通信ができなくなるので「シングルモード」というできるかぎりまっすぐ光が進むようにしたファイバを使うようにしているようです。ある意味、光の速度をコントロールして使っている、ともいえるでしょう。(本当は光の経路をコントロールしているんですけどね。)

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Q太陽の体積は地球の体積の何倍?

太陽の体積は地球の体積の何倍か、わかる方がいらしたら、ぜひ教えてください。

Aベストアンサー

直径が109倍ですから体積は109×109×109=1295029
約130万倍

Q地球の自転、公転の速度

地球の自転、公転の速度を教えてください。
それと光の速さについても教えてください。
お願いします。

Aベストアンサー

 光速を算出するのは少し物理学的な手法が必要ですが、自転公転の速度は(概算でよければ)小学生でも計算できます。

【自転】
 地球一周を赤道上で計るとおよそ4万kmくらいなので、これを24時間で割り算して
 4万(km)÷24(時間)=1666(km/h)
 ちょっと実感がわかない数字なので秒速に直してみると、およそ500m/sくらい(?

【公転】
 これを求めるためには地球が描く軌道の距離が必要です。地球は楕円を描いて太陽を回っていますが、ほぼ円に近いとして。公転距離=2πr×天文単位。
 天文単位は地球では1で、1天文単位=149576960kmと求められているので、公転距離はおよそ939819740kmです。これを365日で割って・・・260万km/day。
 全く実感がわかない数字になったので時速と秒速に直しておきます。時速=10万km/h 秒速=30km/s

 参考URLが時速だけは計算してくれています。今PCの電卓を起動してカタカタやってたんですけど、思ったより無茶苦茶に早いですね。

【光速】
 Maxwell(1831~1879)という物理学者が、理論的に光の速度を導き出したことは有名な史実です。光は、携帯電話やラジオに使われる電磁波(電波)の仲間で、これら電磁波は波長が違っても速度は全て同じ、およそ秒速30万km/sです。電話してても僕らの声が相手に遅れずに届くのも電磁波の速さのお陰?
 上に地球一周の長さ(4万km)を出しましたが、これによると光は1秒で地球を7周半する計算になります。公転自転もべらぼーに早かったですが、さすがに光にはかないません。

 全く話が横道にそれるようですが、かのアインシュタインの相対性理論は「光より速いものは存在しない」ことを前提にした理論であること、また現代の多くの物理学者もアインシュタイン同様「光より速いものは存在しない」と考えていることを付け加えておきます。

 何年生かは存じ上げませんが、そんな些細な疑問がすぐに直結するほど科学(理科)が身近に存在することを知ってもらえたら嬉しく思います。

参考URL:http://www.expocenter.or.jp/shiori/ugoki/ugoki3/ugoki3.html

 光速を算出するのは少し物理学的な手法が必要ですが、自転公転の速度は(概算でよければ)小学生でも計算できます。

【自転】
 地球一周を赤道上で計るとおよそ4万kmくらいなので、これを24時間で割り算して
 4万(km)÷24(時間)=1666(km/h)
 ちょっと実感がわかない数字なので秒速に直してみると、およそ500m/sくらい(?

【公転】
 これを求めるためには地球が描く軌道の距離が必要です。地球は楕円を描いて太陽を回っていますが、ほぼ円に近いとして。公転距離=2πr×天文単位。
 天文...続きを読む

Q太陽の光が地球に届くまでの時間

最近疑問に思ったのですが、太陽と地球との距離って何光年くらいあるのですか?
太陽は地球に比べて比べものにならないくらいに大きいものなので相当遠いように思います。
ということは光が届くまで時間がかかるということなのでいつも見えている太陽は実際そこにはないということなのでしょうか?

他の星で言えることですが現在は実際無くなったりしていても光が届くまでに時間が経つんだったら前に無くなった星が今見えている可能性のあるのですよね?
詳しい方、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

距離で言えば他の方の回答通りです、太陽の表面の光が到達するのには8分ちょっとです従って、貴殿に判りやすく言えば8分光年(単位表現としては間違っています)とでも言いましょうか、ただ、太陽の中心で出来た光は表面にでてくるまで何年も掛かって出てくるそうです、詳しい事は忘れましたが一秒間に30万キロも進む光でさえ太陽内部密度だったらそんなに掛かるのですね。

QTOEFL ITPのスコアについて教えてください。

こんにちは。
大学でTOEFLのテストを受けました。
結果は443?点でした。
ですがこのスコアはどの程度のものなのでしょうか?
というのも、こんな成績で恥ずかしながら運良く入試がよく解けて大学の特待生として入学したので、傑出していなければ落とされてしまうのではと不安でたまりません。
偏差値60前後の大学なのですが、その新入生としてはやはり悪い数字でしょうか?
実際に、500点が留学の基準と言われていますよね?
それには少なくても満たないし…。
入試が終わってから一ヶ月サボったつけが回ってきたと後悔しています。
回答よろしくお願いします。

Aベストアンサー

ITPの場合は、満点が677点。でCBTやibtとの換算表においては、PBTとまったく同じ点数となります。
http://www.ncc-g.com/page33.html
443点ということは、cbtで127、ibt43と同じということですが、ibt43が高校卒業と同じぐらいのレベルですから、大学1年生としては妥当なスコアだと思います。これから努力すればスコアは上げられますよ。
http://eq-g.com/article/exam/exam-hikaku/

Q元素と原子の違いを教えてください

元素と原子の違いをわかりやすく教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

難しい話は、抜きにして説明します。“原子”とは、構造上の説明に使われ、例えば原子番号、性質、原子質量などを説明する際に使われます。それに対して“元素”というのは、説明した“原子”が単純で明確にどう表記出来るのか??とした時に、考えるのです。ですから、“元素”というのは、単に名前と記号なのです。もう一つ+αで説明すると、“分子”とは、“原子”が結合したもので、これには、化学的な性質を伴います。ですから、分子は、何から出来ている??と問うた時に、“原子”から出来ていると説明出来るのです。長くなりましたが、化学的or物理的な性質が絡むものを“原子”、“分子”とし、“元素”とは、単純に記号や名前で表記する際に使われます。

Q木星や土星に突入すると・・・。

たまに、探査機に乗せられて木星に突入させられる夢を見ます。わたしにとって最高に恐怖をあおる夢の一つです。

そんでふと思ったのですが、木星や土星はガス惑星と言われていて、個体の表面を持たず、深度を増すにつれてガス性の物質の密度が上がっていくらしいですが、実際探査機や有人の宇宙船を突入させたら落下するごとにどのようになってくのでしょう?どこにもぶつからずにコアまで到達するのでしょうか?それとも液体水素の海のようなものに着水する?

それと内部の人間は木星とどの程度の距離まで耐えられますでしょう?内部に突入する前にどうにかなってしまのかな。


なんか急にすごく気になったのでよろしくお願いします。

Aベストアンサー

ガリレオ探査機(実際はそのプローブ)のデータがありました。
http://www.planetary.or.jp/Report/R9611-12_a_2.html
(ページの下の方です)
探査機が木星に突入する際にはかなりの速度なので上記データにはその影響も入っていると思います。

これから行くと木星大気の表面(大気の表面なのでいまいち正確かどうかわかりませんが・・・)から140km下までは正常に落下したようです。
この140kmが大気層なのか液体層ちょっと解りませんでした。(多分大気)
いずれにしてもその圧力や温度で破壊されたようです。

探査機の強度が非常に高ければやはり液体水素の海まで到達するかもしれません。
ただ気になるのは液体水素の海と大気の境界がはっきりしているのかどうかわかりません。
あまりに高圧だと超臨界のように気体の密度から液体の密度に連続的に変化してしまうかもしれません(自信ないですが・・)

中学生のころ有人探査機が木星に降下する漫画(落書き)を書いたことがあったのでちょっと書き込んで見ました。

Q太陽系の惑星の衛星の数は何に関係しているのですか?

太陽系の惑星の衛星の数は多い惑星も少ない惑星もありますが
何に関係しているのですか?

Aベストアンサー

衛星は、ガスやチリといった星間物質が、惑星の引力のために回転を始め、
互いに衝突を繰り返すうちに固まったものです。

しかし、星間物質は、太陽の周囲に一様に存在しているわけではありません。

太陽に近い位置では、星間物質は、太陽の引力に捉えられて太陽に吸収されてしまうので、
水星から火星までの「地球型惑星」は、惑星自身もガス層を持たず、衛星も少ないのです。

その外側の、木星、土星のある位置では、星間物質が豊富で衛星もできやすく、
また、惑星自体も星間物質を吸収しながら成長するため、
「木星型惑星」は、大型、ガス型であり、多くの衛星を持ちます。

更に外側では、星間物質が互いに離れているために、
衝突の確率が減り、衛星に成長しにくくなります。

ですから、大雑把に言うと、衛星の数は太陽の引力に影響され、
惑星のタイプと衛星との関係は、太陽に近い順に

地球型惑星:少
木星型惑星:多
天王星型惑星:中

となります。

Q惑星の撮影について(木星)

初心者なのでわかりやすくお願いします。

惑星の撮影をしています。木星なのですが、とてもむずかしいです。まともな写真が撮れません。
初心者が撮影する対象としてはむずかしいのでしょうか。と思います。

まず、望遠鏡の性能ですが、ビクセン VMC110L鏡筒搭載 SX赤道儀セットで、自動導入が可能で追尾式の望遠鏡です。
それと、デジタル一眼レフカメラで直焦撮影と拡大撮影をしています。というより、これから本格的に始めようとするところです。Tリングと拡大撮影カメラアダプターを購入しました。
これらの使い方・取り付け方は理解しています。
どうも、惑星の撮影には、ISO感度の設定とシャッタースピード設定および、アダプターの距離の調整が必要のようです。これらのバランスによってきれいな写真が撮れると聞きました。
また、木星はシーリング(大気の流れ)に左右されるとのこと。添付した写真は、なんとかとった写真ですが、大きな光点にしか写っていません。RAW撮影しているので、これから加工するのでしょうか。あと、気になるのが木星を撮影するときに9時ぐらいまで、近くの500メートルくらい位置的には右斜め前(南西方向)に3階建ての家具屋のネオンが光っているのですが、これも影響しているのでしょうか。

肉眼では、倍率を下げて50倍ぐらいの接眼レンズで見ると、衛星4つと木星が見えます。けれども、一眼レフデジタルカメラで撮影すると光点にしかうつりません。もっと倍率を上げて、125倍にすると拡大されて、木星の縞模様の2本と衛星も写ります。
一応、RAWで撮影して加工しようとしているのですが、添付してある通りです。これって、完全に失敗ですよね。

初心者なのでわかりやすくお願いします。

惑星の撮影をしています。木星なのですが、とてもむずかしいです。まともな写真が撮れません。
初心者が撮影する対象としてはむずかしいのでしょうか。と思います。

まず、望遠鏡の性能ですが、ビクセン VMC110L鏡筒搭載 SX赤道儀セットで、自動導入が可能で追尾式の望遠鏡です。
それと、デジタル一眼レフカメラで直焦撮影と拡大撮影をしています。というより、これから本格的に始めようとするところです。Tリングと拡大撮影カメラアダプターを購入しまし...続きを読む

Aベストアンサー

露光
シャッタースピードと絞りから決まる

シャッタースピードが短いほど
絞り値が大きいほど
ISO感度が小さいほど

 シャープな像になるが、それだけ暗くなるので難しい。


因みに、露光不足で暗い像から画像処理であぶりだすことは出来ない事は無いが、明らかに白とび(露出オーバー)の像から画像処理で細かい映像を出すのは不可能です。


コンポジット
何枚もの画像を重ねあわすこと
真の像は全ての画像に写るので、重ね合わせただけ強くなるが、ブレ(気流によるものも含む)などはランダムなので、相対的に弱くなる
即ち、S/N比が向上する


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