毎秒、太陽の中心で生まれた何兆ものニュートリノがあなたの体を通り抜けます。これらの幽霊のような素粒子は物質とほとんど相互作用しないため、害はありません。しかし、天文学者は、それにもかかわらず、ニュートリノは、虫歯と闘うために歯磨き粉や水に加えられる元素である宇宙のフッ素の多くを作り出し、その宇宙起源は長い間謎であったと報告しています.
何らかの形で、星はほとんどの化学元素を作り出しました。原子番号 9 のフッ素は、周期表で酸素とネオンの間に位置しますが、どちらよりもはるかにまれです。大質量の星は、その一生の間に大量の酸素とネオンを生成し、爆発するときにそれらを宇宙に投げ出すため、両方の要素が共通しています.酸素は水素とヘリウムに次いで宇宙で3番目に多い元素であり、ネオンは5番目または6番目。対照的に、フッ素は非常にまれであるため、トップ 20 にも入りません。
インディアナ大学ブルーミントン校の Catherine Pilachowski と、シーダーシティにある南ユタ大学の Cameron Pace という 2 人の天文学者が探しに行きました。彼らは、アリゾナ州のキット ピークの頂上にある 2.1 メートルの望遠鏡を使用して、元素を含むフッ化水素 (HF) という名前の厄介なガスを求めて 79 の星を探しました。 「ひどいことです」とピラコウスキーは言います。ガスを吸い込むと致命的になる可能性があります。しかし、それは赤外線放射を吸収するため、天文学者が見たいと思っていた星のスペクトルに痕跡を残すことができます.
研究者たちは、フッ素が見られた通常の星の中で群を抜いて最大の数である、51 のターゲットでガスを検出しました。 Pilachowski と Pace が The Astronomical Journal の 9 月号で報告したように 、彼らが測定するフッ素の存在量は非常に多いため、ニュートリノは超新星爆発中にその多くを作成したに違いありません.大質量の星が爆発すると、非常にエネルギーの高い 10 個のニュートリノが放出され、星の多くのネオン核のいくつかから陽子または中性子をノックアウトして、フッ素を生成します。他のプロセスもフッ素を生成しますが、そのような高い存在量を説明するのに十分ではないと天文学者は結論付けています.
「これは本当に大きな前進です」と、この研究には関与していないスウェーデンのルンド天文台の天文学者 Henrik Jönsson は言います。 Pilachowski と Pace の膨大なサンプル サイズは、彼らの結論を裏付けるものだと Jönsson は言います。新しい結果は、より少ない数の星でより低いフッ素存在量を発見した彼自身の研究と矛盾しているように見えるので、それは高く評価されています.存在量が少ないことは、すべての元素が、ニュートリノを伴わない核反応によって、爆発しない星で作られた可能性があることを示しています。いわゆる漸近巨星分枝星は、水素とヘリウムの両方を燃焼する明るく老化した太陽であり、天文学者はそれらがフッ素を製造していることを発見しました。これらの星が死ぬと、外層と新しく作られたフッ素を銀河全体に放出します。
では、星のフッ素の量は多いですか、それとも少ないのでしょうか?答えは、誰が恒星の温度を正しく決定しているかにかかっているかもしれません。フッ化水素分子は高温で分解するため、暖かい星のスペクトルは、冷たい星のスペクトルよりもガスの量が少ないことを示しています。たとえ、暖かい星がフッ素を含んでいるとしてもです。そのため、信頼できるフッ素の存在量を導き出すには、天文学者は星の温度を正確に知る必要があります。今年の夏、Jönsson はより大きなキット ピーク望遠鏡 (4 メートル) を使用して 100 近くの星を観察し、すべての星の正確な温度とフッ化水素の存在量を測定したいと考えています。
アリゾナ州ツーソンにある国立光学天文台の天文学者で、どちらの研究グループにも属していなかった Verne Smith は、2 つの研究がフッ素の両方の供給源が重要であることを示していると考えています。彼は、超新星ニュートリノが地球のフッ素の半分から 3 分の 2 の間で生成したのではないかと考えています。この場合、通常は何もしない粒子が、これまで得られなかった空洞に感謝することができます。
