中性子星・中性子・電荷について

質問を読んで下さってありがとうございます。
今朝、本を読んでいた息子から以下の質問を受けました。その本は「科学の不思議」の様な本で、
「恒星の寿命が近づくと赤色巨星になり、中心部に星の芯だけが残り白色矮星になる」と書いてありました。


①赤色巨星は白色矮星になるの？超新星爆発するんじゃないの？
②超新星爆発であまり大きくない星は中性子星になるんでしょう？中性子ってなに？

　ここで中性子について調べていたのですが、

③電荷ってなに？電荷がないとどうなるの？

と新たな質問が生まれる始末です。

恥ずかしながら文系卒の為、答えてやれません。詳しい方、お知恵を拝借できないでしょうか。

また、息子ですが、幼稚園児の為、簡単な言葉で教えて頂けるとありがたいです。

どうぞ宜しくお願いいたします。

No.1 回答者： ラロラロ 回答日時： 2016/09/29 11:03

まず、原子のお話からしてあげてはいかがでしょうか。

身の回りの原子。

本はそこらで沢山売っていますよ。
本をみて相談者さんが教えるのが難しいようなら、科学館などに行ってみてはいかがでしょう。
また、学習塾などに相談しても良いかもしれませんし。

ビッグバン、超新星爆発などは高校物理や高校化学を経て大学で研究している分野です。
なかなか骨は折れるでしょうが、お子様のなぜ？を解決してあげたいですよね！

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
身の回りのものが分子でできていて、分子は原子の組み合わせでできている　と言う所は分かっている様です。ただ、その原子の中にある中性子とはなんなのかがわからない。
どんな役割があるのか、どんな性質を持っているのかを知りたい、と言っているのですが、難しくて答えられません。

学習塾は、まだ行かせていないので、早急に相談できる方がいなくて…

本当に骨が折れますというか心が折れそうですが、なんとかなっとくのいくせつめいができるよう頑張ります！
お忙しい中ありがとうございました。

お礼日時：2016/09/29 22:48

No.2 回答者： mapascal 回答日時： 2016/09/29 11:05

ご参考まで。

http://spaceinfo.jaxa.jp/ja/supernova_explosion_ …

この回答へのお礼

ありがとうございます！
分からないところがあったり、つっかえたりしながらですが頑張って読んでいました。
知りたかったことが分かったと喜んでいます！

お忙しい所ありがとうございました。

お礼日時：2016/09/29 22:56

No.3 回答者： majin31 回答日時： 2016/09/29 11:14

幼稚園児に読めた事が不思議なのだが？

恒星だ　赤色矮星だと　何故漢字が読めるのだろー？

不思議だ・・

其処から考えると　嘘にしか思えない・・

こういった書物って平仮名が振ってる筈も無いし・・

この回答へのお礼

本当にびっくりですよね！私が幼稚園のころなんて平仮名とカタカナしか読めませんでした。
でも、今の子供って凄いですよね。普通に読めちゃいますもんね。
幼稚園の先生方のお陰です。足向けて眠れません。
息子が読んでいたのは、なぜ？どうして？科学のお話５年生と言う本で、矮星は「わい星」と平仮名で書いてありました。こちらに投稿する際は、見易いようにと漢字に直させて頂きました。すみません。

あと恒星と言う字は普通に読めるようです。多分今まで読んだ本で覚えたのだと思いますが…

お礼日時：2016/09/29 23:03

No.4 ベストアンサー 回答者： mapascal 回答日時： 2016/09/29 11:38

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%AD%E6%80%A7 …

「太陽質量の8〜10倍の質量を持つ恒星では炭素・酸素からなる中心核でさらに核融合反応が起こり、酸素やネオン・マグネシウムからなる核が作られる。この段階で核は縮退するため、電子の縮退圧で重力を支えるようになり、この核の周囲の球殻状の部分で炭素の核融合が進むという構造になる。核を取り巻く部分で起こる核反応生成物によって次第に核の質量が増えていくが、やがて中心核を構成する原子内で、陽子が電子を捕獲して中性子に変わった方がエネルギー的に安定になるようになる。これによって中心核は中性子が過剰な原子核で埋め尽くされるようになり、一方で電子捕獲によって電子の縮退圧が弱まるため、重力を支えられなくなって星全体が急激な収縮を始める。中心核の収縮は、密度が十分大きくなって中性子の縮退圧で重力を支えるようになると停止する。これより上の層は核によって激しく跳ね返されて衝撃波が発生し、一気に吹き飛ばされる。この段階を超新星爆発と呼ぶ。爆発の後には中性子からなる高密度の核が残り、これが中性子星となる。」

この回答へのお礼

ありがとうございます。

教えて頂いたことを図解と一緒になんとか説明してみます。

お忙しい中ありがとうございました。

お礼日時：2016/09/29 23:11

No.5 回答者： doc_somday 回答日時： 2016/09/29 15:53

簡単な言葉では答えられないと思います。

１.赤色巨星は必ずしも超新星にはならず、そのまま燃え尽きて褐色矮星になる物もあります、質量(大きさ次第なのです)。
２.中性子は原子核内では陽子とペアになっており、湯川先生が提唱された「強いい力」で結ばれています、しかし単独では不安定で、886.7±1.9 秒の半減期で陽子と電子へと崩壊する。
３.電荷が「何か」は定義できないが、最小単位は電子あるいは陽子が持つ大きさで、電子も陽子もいずれも崩壊しない、スーパーカミオカンデは陽子の崩壊を待っている、その半減期は多分ビッグバンから今までよりも長く見つからないと云う意見の方が多い。
中性子は上記の様に陽子と電子から出来ており、原子核の中では安定だ、原子があるのは原子核の周りに電子が居るからだ。なお周回はして居らず、ただ居るだけ。新星が出来るときには、水素の量が足りなくなり、最も安定な鉄原子が生成する速度が限界を越えることと釣り合わなくなる。そのため鉄がそれ以上の大きな原子番号の元素に変わり始める、鉄生成までは発熱だが、鉄を越えると吸熱になる。すると温度が下がり初め赤色巨星の大きさを維持できなくなり、外部が内部へ崩壊してくる。空気中の音波は毎秒３４０ｍだが、媒体でことなるこれを越えると衝撃波となり物質は巨大なエネルギーを持つ事が出来る。特に赤色巨星が崩壊するとき、その密度は通常の液体の何桁上だか訳が分らない、この辺は中性子星や新星・超新星について読むと一応書いてあるが、そんなの読んだって研究者でも「凄いだろうな」としか思えない。まず太陽くらいの小さな赤色巨星は燃え尽きちゃうので、巨星になれない、もう少し大きいと巨星になれる、メカニズムは上記の衝撃波(なお水の何桁上だか分らない密度の中の衝撃波)が母星に激突する、なぜ崩壊するのかは単に「重力」があるから。ここからは量子論になってしまう。電子は原子核に落ち込めない、平均すると水素のボーアモデルみたいに回っている様に感じられる。原子核の陽性が大きければ多くの電子が居り、「パウリの排他律」という奴があるので、原子核の側に寄れるのは二つだけ、それから六つ、それから……と、果てしがない、だがこの訳の分らない巨大な衝撃波が星にぶつかると、巨大な爆発が起きる、それが新星、クドイが巨大な物質とエネルギーが放出されるので、新星が起こると共に白色矮星が生ずる、このとき全ての電子は「パウリの排他律」を重力が越えるため、原子に最も近い軌道に落ち込んでしまう。これを超える質量の星は超新星になり全ての電子が原子核に落ち込み陽子と結合してしまい中性子星が出来る、これを超えるとブラックホールが出来てしまう。なお命名法が誤っている可能性があるので、中身は正しいが呼び方は信じないで欲しい。いずれにせよ中性子星は全ての電子が星の核に落ち込んだ星です、これは間違っていない。

この回答へのお礼

ありがとうございます。
文系には聞きなれない言葉が多く、未知の言語の様です…。
ですが母の意地で、なんとか説明してみたいと思います。
お忙しい中ありがとうございました。

お礼日時：2016/09/29 23:13