第14章宇宙からの試料と太陽系の起源Cosmic Samples and the Origin of the Solar System

A friend of yours who has not taken astronomy sees a meteor shower (she calls it a bunch of shooting stars). The next day she confides in you that she was concerned that the stars in the Big Dipper (her favorite star pattern) might be the next ones to go. How would you put her mind at ease?

天文学を学んだことのない友人が流星群を見た。彼女はそれを「流れ星の集まり」と呼んでいる。翌日、好きな星の並びである北斗七星の星も、次に落ちてしまうのではないかと心配した、と打ち明けてきた。どう説明すれば安心させられるだろうか。

In what ways are meteorites different from meteors? What is the probable origin of each?

隕石は流星とどのような点が違うか。それぞれ、どこから来ると考えられるか。

How are comets related to meteor showers?

彗星と流星群はどのように関係しているか。

What do we mean by primitive material? How can we tell if a meteorite is primitive?

原始的な物質とはどういう意味か。隕石が原始的かどうかを、どう判断できるか。

Describe the solar nebula, and outline the sequence of events within the nebula that gave rise to the planetesimals.

原始太陽系星雲を説明し、その中で微惑星を生み出した出来事の順序を概説しよう。

Why do the giant planets and their moons have compositions different from those of the terrestrial planets?

巨大惑星とその衛星は、なぜ地球型惑星とは異なる組成を持つのか。

How do the planets discovered so far around other stars differ from those in our own solar system? List at least two ways.

これまでほかの恒星の周りに発見された惑星は、太陽系の惑星とどう異なるか。少なくとも二点挙げよう。

Explain the role of impacts in planetary evolution, including both giant impacts and more modest ones.

巨大衝突と、もっと小規模な衝突の両方を含め、惑星の進化で衝突が果たした役割を説明しよう。

Why are some planets and moons more geologically active than others?

ある惑星や衛星が、ほかのものより地質学的に活発なのはなぜか。

Summarize the origin and evolution of the atmospheres of Venus, Earth, and Mars.

金星・地球・火星の大気の起源と進化をまとめよう。

Why do meteors in a meteor shower appear to come from just one point in the sky?

流星群の流星は、なぜ空の一つの点から来るように見えるのか。

What methods do scientists use to distinguish a meteorite from terrestrial material?

科学者は、隕石を地球の物質と区別するのにどのような方法を使うか。

Why do iron meteorites represent a much higher percentage of finds than of falls?

鉄隕石の割合は、落下が目撃された隕石より、後から見つかった隕石でずっと高い。なぜだろうか。

Why is it more useful to classify meteorites according to whether they are primitive or differentiated rather than whether they are stones, irons, or stony-irons?

隕石を石質・鉄・石鉄のどれかで分けるより、原始的か分化したものかで分けるほうが役に立つのはなぜか。

Which meteorites are the most useful for defining the age of the solar system? Why?

太陽系の年齢を定めるのに最も役立つのは、どの隕石か。なぜか。

Suppose a new primitive meteorite is discovered (sometime after it falls in a field of soybeans) and analysis reveals that it contains a trace of amino acids, all of which show the same rotational symmetry (unlike the Murchison meteorite). What might you conclude from this finding?

大豆畑に落ちてからしばらくして、新たな原始的隕石が発見されたとする。分析すると微量のアミノ酸が含まれ、マーチソン隕石とは違って、すべて同じ回転の対称性を示すことが分かった。この結果から、何を結論できるだろうか。

How do we know when the solar system formed? Usually we say that the solar system is 4.5 billion years old. To what does this age correspond?

太陽系がいつ形成されたかは、どのように分かるか。通常、太陽系の年齢を45億年とするが、この年齢は何に対応しているか。

We have seen how Mars can support greater elevation differences than Earth or Venus. According to the same arguments, the Moon should have higher mountains than any of the other terrestrial planets, yet we know it does not. What is wrong with applying the same line of reasoning to the mountains on the Moon?

火星は地球や金星より大きな高低差を支えられることを見た。同じ議論なら、月はほかのどの地球型惑星より高い山を持つはずだが、実際にはそうではない。同じ筋道を月の山に適用する際、どこが誤っているのだろうか。

Present theory suggests that giant planets cannot form without condensation of water ice, which becomes vapor at the high temperatures close to a star. So how can we explain the presence of jovian-sized exoplanets closer to their star than Mercury is to our Sun?

現在の理論によれば、巨大惑星は水の氷の凝縮なしには形成できない。恒星近くの高温では、その氷は蒸気になってしまう。それなら、水星が太陽に近い以上に恒星へ近い、木星大の太陽系外惑星の存在を、どう説明できるか。

Why are meteorites of primitive material considered more important than other meteorites? Why have most of them been found in Antarctica?

原始的な物質からなる隕石が、ほかの隕石より重要だと考えられるのはなぜか。その多くが南極で見つかっているのはなぜか。

How long would material take to go around if the solar nebula in Example 1 became the size of Earth’s orbit?

例題1の原始太陽系星雲が地球の軌道の大きさになったら、物質が一周するのにどれほど時間がかかるだろうか。

Consider the differentiated meteorites. We think the irons are from the cores, the stony-irons are from the interfaces between mantles and cores, and the stones are from the mantles of their differentiated parent bodies. If these parent bodies were like Earth, what fraction of the meteorites would you expect to consist of irons, stony-irons, and stones? Is this consistent with the observed numbers of each? (Hint: You will need to look up what percent of the volume of Earth is taken up by its core, mantle, and crust.)

分化した隕石について考えよう。鉄隕石は核から、石鉄隕石はマントルと核の境界から、石質隕石は分化した母天体のマントルから来たと考えられる。もし母天体が地球に似ていたなら、隕石の何割ずつが、鉄隕石・石鉄隕石・石質隕石になると予想するだろうか。それは、各種の観測個数と整合するか。ヒント：地球の体積の何%を核・マントル・地殻が占めるかを調べる必要がある。

Estimate the maximum height of the mountains on a hypothetical planet similar to Earth but with twice the surface gravity of our planet.

地球によく似ているが地表重力が2倍ある仮想の惑星で、山の最大の高さを見積もろう。