ザ・サンダーボルツ勝手連 [A Peek at Star Formation 恒星形成を覗く]
[A Peek at Star Formation 恒星形成を覗く]
Protostar HH-34 lies about 1500 light-years away in the Orion Nebula star-forming region.
Some features of HH-34 are understood─
some are not.
At the core of Herbig-Haro 34 lies a seemingly typical young star.
This star, though, somehow ejects energetic "bullets" of high-energy particles.
プロトスター(原始恒星) HH-34は、オリオン大星雲恒星形成領域の約1500年の光を離れています。 HH-34のいくつかの特徴は理解されています―
一部はそうではありません。
ハービッグハロー34の中心には、一見典型的な若い恒星があります。
しかし、この恒星はどういうわけか高エネルギー粒子のエネルギッシュな「弾丸」を放出します。
―――――――
Feb 28, 2005
私達は、恒星達を見ます。
次に、質問をします:
彼らは何ですか?
彼らはどこから来たのか?
私達は、直接的な答えを見つけるのに十分に近づくことができないので、類似しているか、少なくとも関連しているように見える、すでに知っていることを思い出します。
重力と理想気体の法則で物事を説明するのはかなり幸運でした。
おそらく、座標系のx軸、y軸、z軸の間のどこかに浮かんでいる水素の拡張された雲(何かから始めなければなりません)から始めることができます。
重心から力を作用させることができます(私達は、力点の方程式はわかっています)。
方程式を通して数値をクランクして、何が起こるかを見ることができます:
このクラウドは、縮小します。
温度が上がります。
放射圧は、その点からの重力と釣り合うまで増加します。
(平衡状態を維持するために、これをゆっくり行う必要があります:
そうしないと、不連続性が発生し、連続方程式が適切でなくなる可能性があります。)
方程式は、雲がどれだけ崩壊したか、それがどのような形で、温度が何であるかを示しています:
雲は恒星の大きさの球体になり、水素をヘリウムに変換するエネルギー生成核融合反応を維持するために、その中心点で量子トンネル効果を想定していれば、十分に高温になっています。
方程式には、恒星達のエネルギー出力に一致するように調整できる多くの変数があります。
核融合反応はニュートリノを生成するはずです:
私達は、ニュートリノを調べて見つけます。
私たちの理論が検証されます。
しかし、それから私たちは探し続けます、そして私たちは方程式が予測しなかったものを見つけます:
ニュートリノの数は本来あるべき数の半分にすぎません。
そして、私たちが知る限り、ガス状の雲に「凍結」されているため、それを収縮させない磁場があります。
私達は、方程式を調整できます;
私達は、アドホックな例外を導入できます;
私達は、理論を保存することができます。
しかし、しばらくすると、すべての調整と例外が面倒になります。
時折、それらは互いに矛盾することさえあります。
私たちの同僚の何人かは、代替理論を検討し始めます。
しばらくの間、助成金を拒否し、公開を拒否するという脅威に沿ってそれらを維持することができます。
それからある日、私たちは別の理論をのぞきます...。
3D座標の水素の雲の代わりに、プラズマに電気回路があります。
バークランドケーブルは、どこかから別の場所に電力を運びます:
関心の中心は、一連の不安定性を通して進化する恒星間プラズマによる宇宙のパワーサージ(力のうねり)です。
電流軸に沿ったプラズマは、「ビーズの稲妻」に似たセルのスタックにピンチします。
この細胞はトロイダル(ドーナツ型)になり、次に球形になります。
長距離の電磁力は、周囲の空間から物質を効率的に引き込み、回転楕円天体に圧縮します。
バークランド電流のらせん力により、この回転楕円天体が回転します。
エネルギーが散逸し、電流が減少すると、回転楕円体は軸方向の力によって保持されなくなります:
彼らはランダムな方向に飛び出します。
しかし、彼らはまだ電流の一部を運んでいます。
電流が再び増加すると、内部の電気的応力によってそれらが2つ以上の断片に爆発します、これらの断片も、重力と電気的圧力によって回転楕円体になります。
回路に共振がある場合、それは回転楕円天体の光度の振動として現れる可能性があります。
この理論は、恒星がいくつかのらせん構造を持つ軸方向のフィラメントに沿って形成されるはずであることを予測しています:
ハービッグハロー恒星(上の画像を参照)の極から出てくる、長くねじれた節のある「ジェット」を観察します。
この理論は、いくつかの恒星は、数週間から数分の1秒の範囲の期間で光度が変化するはずであると予測しています:変光恒星は、数日から数時間で暗くなり、明るくなります。
私たちは、1秒間に最大数千回放射をフラッシュするパルサーを観測します。
この理論は、多くの恒星達がバイナリまたは複数のシステムである必要があり、多くの恒星達がそれらの周りに近接軌道のガス巨大惑星達を持っている必要があることを予測しています:
私たちは、たくさんの複数の恒星系達と、近い軌道にあるかなりの数の巨大ガス惑星達を観測しています。
この理論は、すべての物体が外部電力を受け取るため、恒星の振る舞いにサイズの下限がないことを予測しています。
私達は、低質量の褐色矮星達がフレアし、強力にX線を放出しているのを観察します。
この理論は検証されています。
私たちはそれを試すことにしました、そしてしばらくして私たちは最初の理論を忘れます。
次に、個人的な質問があります:
私たちは探し続けますか?
間違いなく異常が発見された場合、この新しい理論をどのくらい調整して例外を設けるのでしょうか。
別の代替案を検討している同僚をどのように扱いますか?
その新しい理論も覗いてみませんか?
―――――――
Feb 28, 2005
We see stars.
私達は、恒星達を見ます。
Then we ask questions:
What are they?
次に、質問をします:
彼らは何ですか?
Where do they come from?
彼らはどこから来たのか?
We can’t get close enough to find direct answers, so we recall things we already know that appear similar or at least relevant.
私達は、直接的な答えを見つけるのに十分に近づくことができないので、類似しているか、少なくとも関連しているように見える、すでに知っていることを思い出します。
We’ve had pretty good luck explaining things with gravity and ideal gas laws.
重力と理想気体の法則で物事を説明するのはかなり幸運でした。
Perhaps we could start with an extended cloud of hydrogen (we have to start with something) floating somewhere among the x-, y- and z-axes of a coordinate system.
おそらく、座標系のx軸、y軸、z軸の間のどこかに浮かんでいる水素の拡張された雲(何かから始めなければなりません)から始めることができます。
We could let a force act from the center of mass (we know the equations for a point force).
重心から力を作用させることができます(私達は、力点の方程式はわかっています)。
We could crank the numbers through the equations and see what happens:
The cloud contracts.
方程式を通して数値をクランクして、何が起こるかを見ることができます:
このクラウドは、縮小します。
The temperature rises.
温度が上がります。
The radiation pressure increases until it balances with the gravitational force from the point.
放射圧は、その点からの重力と釣り合うまで増加します。
(We must do this slowly in order to maintain equilibrium conditions:
Otherwise discontinuities might arise and our continuous equations would no longer be relevant.)
(平衡状態を維持するために、これをゆっくり行う必要があります:
そうしないと、不連続性が発生し、連続方程式が適切でなくなる可能性があります。)
The equations tell us how much the cloud has collapsed and what shape it is and what the temperature is:
The cloud has become a sphere the size of a star, and it’s hot enough, provided we assume quantum tunneling effects, at that central point to sustain energy-producing fusion reactions that transform hydrogen into helium.
方程式は、雲がどれだけ崩壊したか、それがどのような形で、温度が何であるかを示しています:
雲は恒星の大きさの球体になり、水素をヘリウムに変換するエネルギー生成核融合反応を維持するために、その中心点で量子トンネル効果を想定していれば、十分に高温になっています。
The equations have many variables that can be tuned to match the energy output of stars.
方程式には、恒星達のエネルギー出力に一致するように調整できる多くの変数があります。
The fusion reactions should produce neutrinos:
We check and find neutrinos.
核融合反応はニュートリノを生成するはずです:
私達は、ニュートリノを調べて見つけます。
Our theory is verified.
私たちの理論が検証されます。
But then we keep looking, and we find things that the equations didn’t predict:
There are only half as many neutrinos as there should be.
しかし、それから私たちは探し続けます、そして私たちは方程式が予測しなかったものを見つけます:
ニュートリノの数は本来あるべき数の半分にすぎません。
And there are magnetic fields, which, as far as we know, are “frozen” into the gaseous cloud and therefore won’t let it contract.
そして、私たちが知る限り、ガス状の雲に「凍結」されているため、それを収縮させない磁場があります。
We can adjust the equations;
we can introduce ad hoc exceptions;
we can save the theory.
私達は、方程式を調整できます;
私達は、アドホックな例外を導入できます;
私達は、理論を保存することができます。
But after a while all the adjustments and exceptions get cumbersome.
しかし、しばらくすると、すべての調整と例外が面倒になります。
Occasionally they even contradict each other.
時折、それらは互いに矛盾することさえあります。
Some of our colleagues begin considering alternative theories.
私たちの同僚の何人かは、代替理論を検討し始めます。
For a time we can keep them in line with threats of refusing grants and denying publication.
しばらくの間、助成金を拒否し、公開を拒否するという脅威に沿ってそれらを維持することができます。
Then one day we peek at an alternative theory....
それからある日、私たちは別の理論をのぞきます...。
Instead of a cloud of hydrogen in 3-D coordinates there’s an electric circuit in plasma.
3D座標の水素の雲の代わりに、プラズマに電気回路があります。
Birkeland cables carry power from somewhere to somewhere else:
The center of interest is a cosmic power surge through interstellar plasma that evolves through a series of instabilities.
バークランドケーブルは、どこかから別の場所に電力を運びます:
関心の中心は、一連の不安定性を通して進化する恒星間プラズマによる宇宙のパワーサージ(力のうねり)です。
The plasma along the current axis pinches into a stack of cells similar to “bead lightning.”
電流軸に沿ったプラズマは、「ビーズの稲妻」に似たセルのスタックにピンチします。
The cells become toroidal and then spherical.
この細胞はトロイダル(ドーナツ型)になり、次に球形になります。
Long-range electromagnetic forces efficiently pull in matter from the surrounding space and compact it into spheroids.
長距離の電磁力は、周囲の空間から物質を効率的に引き込み、回転楕円天体に圧縮します。
The spiraling force in the Birkeland current sets the spheroids spinning.
バークランド電流のらせん力により、この回転楕円天体が回転します。
As the energy dissipates and the current wanes, the spheroids are no longer held by the axial force:
They shoot off in random directions.
エネルギーが散逸し、電流が減少すると、回転楕円体は軸方向の力によって保持されなくなります:
彼らはランダムな方向に飛び出します。
But they’re still carrying some of the current.
しかし、彼らはまだ電流の一部を運んでいます。
If the current increases again, the internal electrical stress explodes them into two or more pieces, which are also spheroidal by virtue of gravity and the electrical pressure on them.
電流が再び増加すると、内部の電気的応力によってそれらが2つ以上の断片に爆発します、これらの断片も、重力と電気的圧力によって回転楕円体になります。
If there is a resonance in the circuit, it may show up as an oscillation in a spheroid’s luminosity.
回路に共振がある場合、それは回転楕円天体の光度の振動として現れる可能性があります。
This theory predicts that stars should form along axial filaments that have some helical structure:
We observe Herbig-Haro stars (see image above) with long, twisted, knotty “jets” emerging from their poles.
この理論は、恒星がいくつかのらせん構造を持つ軸方向のフィラメントに沿って形成されるはずであることを予測しています:
ハービッグハロー恒星(上の画像を参照)の極から出てくる、長くねじれた節のある「ジェット」を観察します。
This theory predicts that some stars should vary in luminosity with periods that could range from weeks to fractions of a second:
We observe variable stars that dim and brighten over a few days to a few hours.
この理論は、いくつかの恒星は、数週間から数分の1秒の範囲の期間で光度が変化するはずであると予測しています:変光恒星は、数日から数時間で暗くなり、明るくなります。
We observe pulsars that flash radiation up to thousands of times a second.
私たちは、1秒間に最大数千回放射をフラッシュするパルサーを観測します。
This theory predicts that many stars should be binary or multiple systems and that many should have close-orbiting gas-giant planets around them:
We observe an abundance of multiple star systems and quite a few gas giants in close orbits.
この理論は、多くの恒星達がバイナリまたは複数のシステムである必要があり、多くの恒星達がそれらの周りに近接軌道のガス巨大惑星達を持っている必要があることを予測しています:
私たちは、たくさんの複数の恒星系達と、近い軌道にあるかなりの数の巨大ガス惑星達を観測しています。
This theory predicts no lower size limit to stellar behavior since all bodies receive external electrical power.
この理論は、すべての物体が外部電力を受け取るため、恒星の振る舞いにサイズの下限がないことを予測しています。
We observe low mass brown dwarfs flaring and powerfully emitting x-rays.
私達は、低質量の褐色矮星達がフレアし、強力にX線を放出しているのを観察します。
This theory is verified.
この理論は検証されています。
We decide to try it, and after a while we forget the first theory.
私たちはそれを試すことにしました、そしてしばらくして私たちは最初の理論を忘れます。
Then come the personal questions: Will we keep looking?
次に、個人的な質問があります:
私たちは探し続けますか?
When anomalies are discovered, as they surely will be, how long will we adjust this new theory and make exceptions?
間違いなく異常が発見された場合、この新しい理論をどのくらい調整して例外を設けるのでしょうか。
How will we treat our colleagues who consider another alternative?
別の代替案を検討している同僚をどのように扱いますか?
Will we also peek at that novel theory?
その新しい理論も覗いてみませんか?