4000 kmダイヤ

質問

直径4000 kmのダイヤが見つかったそうですが、新聞に載っていた質量と計算が合いません。

新聞では、10^33～10^34 カラットだそうです。グラムに直したとしてもオーダーは変わりません。

一方、直径4000 kmならば体積は球と仮定して
4π/3×(2000 km)^3=3.4×10^24 cm^3
密度3.5を掛けて、大体10^25gのオーダーです。

8～9桁違ってますが、私の計算間違いでしょうか？

回答No.2

noname#108554 · ベストアンサー

この記事は大幅に割り引いて読むべきです。

正確には
「直径4000 kmのダイヤが見つかった」のではなく、
「直径4000 kmの表面が炭素からなる白色わい星が見つかった」
と表現するべきですが、
それではまったくマスコミ受けしないのでダイヤと言う表現にしたと思われます。

私の意見では、この表現が許されるなら、
「直径4000 kmの鉛筆の芯が見つかった」
でもいいことになります。

お礼

どうもありがとうございます。マスコミ受けですか、なるほど。

調べてみたら、重力崩壊を起こすにはあと3桁密度が必要なようでした。この程度だとまだ炭素のままのようです。

回答No.7

noname#108554

訂正です。

ヘリウムフラッシュは、
赤色巨星において電子の縮退したヘリウム中心核で
核反応が暴走することです。したがって、私の補足の

＞ヘリウムフラッシュは縮退物質とは無関係のはず。

関係大有りでした。
もっとも、No.4さんのコメントはどうみても
(1)型超新星のことだと思いますが。

お礼

皆様、どうもありがとうございました。

回答No.6

noname#108554

横槍ですが、

>> 縮退圧力を越えて収縮が起こり，新たな核融合反応が起こって大爆発を起こすのです．
>これはヘリウムフラッシュの事ですか？

I型超新星のことだと思います。
ヘリウムフラッシュは縮退物質とは無関係のはず。

回答No.5

jusa

そうです．
フェルミオンだからです．

ヘリウムフラッシュを起こす天体すべてが大爆発を起こすわけではありません．
ヘリウムフラッシュ自体はヘリウムに火がつくことだけを指し，
太陽の行く末もヘリウムフラッシュを起こして膨張し，
その後収縮すると考えられています．

爆発を起こすのは，その燃焼が暴走状態に入るか入らないかの違いです．

回答No.4

jusa

#1です．

重力崩壊を起こすには，質量が足りません．

質量が太陽の４倍以下の場合は，星の一生の最期において大きく収縮して白色矮星になりますが，
これは，量子論的な効果である縮退圧力と重力がつりあうところまで収縮します．

陽子や電子といった粒子は，同じ状態・同じ場所に重なって存在することができず，ある反発力を示します．ちょっと難しいですが，これが縮退圧力です．

質量が大きく，この縮退圧力を越えて圧力が上がると，
電子が陽子に吸収されて中性子になるなどの反応が起こって，縮退物質という特異な物質になります．

星の質量が太陽の４倍以上の場合は，
縮退圧力を越えて収縮が起こり，新たな核融合反応が起こって大爆発を起こすのです．

このような高圧下であることも鑑み，
炭素の結晶という表現が出てくるのですが，
我々が目にすることのできるダイアモンドと同一の物質である保証はないのです．
ちなみに，鉛筆の芯も確かに炭素結晶ですが，
それは通常圧力下での話で，白色矮星内部の圧力条件では
鉛筆の芯のようなものにはなりません．

お礼

ありがとうございます。

縮退圧力と言う言葉は初めて聞きましたが、フェルミオンだからという事でいいのでしょうか。

単に圧力を与えれば重力崩壊するだろう、というつもりでしたが、その圧力を達成するためには前提として質量が必要である、という事ですね。

> 縮退圧力を越えて収縮が起こり，新たな核融合反応が起こって大爆発を起こすのです．

これはヘリウムフラッシュの事ですか？

回答No.3

Julius

新聞に出ている内容は、ハーバード大学の広報が正式に発表したもので、
確かに、直径2,500マイル(4,023 km)で5x10^30ポンド(2.3 x 10^30 kg)の重さ、
1.0 x 10^34カラット相当のダイヤモンドと書いてあります。

http://cfa-www.harvard.edu/press/pr0407.html

もっとも元論文にはダイヤモンドという語句が全く含まれず、
「炭素の結晶」と表現されています。もしかしたらレフェリーの指摘で
ダイヤモンドという語句を削ったのかも知れません。
このような高密度は実験室環境では実現できないので、
ダイヤモンド格子を保っているという証拠が無いのでしょう。

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0402046

元論文の推定によると、BPM37093は1.00から1.10倍の太陽質量を有し、
表面温度は11,500 K前後。その全質量の90%前後を炭素結晶の核が占めており、
核の外側には炭素/酸素混合のマントルがあり、
水素・ヘリウムの質量の割合はそれぞれ0.01%・1%以下しかないそうです。

もっとも執筆者たちは理論計算グループで、白色矮星の脈動周期の観測から
間接的に結晶だけからなる核の存在が示唆されると主張しているだけです。

お礼

ありがとうございます。URLも読ませてもらいました。

随分いい加減なものですね。相手が素人だからそんなに正確に書く必要がないということでしょうか。

回答No.1

jusa

白色矮星は，太陽ほどの質量を持っているにもかかわらず，
大きさが地球程度しかない非常に高密度の星です．

なぜそれほどの高密度になるかはさておき，
白色矮星の平均密度は10^8～10^9kg/m^3にもなるので，
上の式ではダイアモンドの密度を3500kg/m^3と下のが間違い，ということになります．
「8～9桁違っている」分が，白色矮星の高密度のせいなのです．

お礼

ありがとうございます。

「ダイヤモンド」を名乗るからには結晶格子がダイヤモンド構造を取り、ダイヤモンドの性質を示している事が必要なのではないのかな？と考えるのですが、どうなのでしょうか。

物質名はダイヤモンドで、それがそのまま相転移しているということですか？これだけの高密度になると、プレッシャーからもはや単なる炭素原子の過密状態になっているような気がします。重力崩壊を起こすにはまだ圧力がたりないのでしょうか。