ごまウシの頭の体操

認知症、緩和ケアなどが私の仕事の専らですが、これらに限らず、私が得た知見を広く情報発信したいと思います。

地球の磁場と木星の磁場

 方位磁針がN極を常に北に向けるという事については、小学校の理科で学んだことですね。もちろん、それが地球に存在する磁場によるものという事についても十分理解ができていることではないかと思う。さらにその磁場については、地球の中心角が鉄でできており、その鉄が、高温高圧化において液体となっているため、対流を発生させ、それが磁場の発生源となっていることも中学の理科などで学んだことがあるかなと思います。

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Earth

 鉄が磁力を持つことについては、磁石が鉄を集めることでも分かることですが、そもそも、鉄自体が磁力を発生させているわけではない。磁石を用いて釘を磁石にした経験があるでしょうか?磁石で同じ方向にこすり続けると、鉄は磁性を帯びてきます。さて、地球の中心角の鉄は、液体ではありますが、決して、磁石でこすっているわけではなく磁力を発生しています。

 次のステップで、磁力というのは、電流(電子の流れ)と関連しているという事は、今度は高校の理科で学ぶことになっていると思います。電流と磁力との関係性については、フレミングの法則なんて言われる法則で高校時代、左手を使って、必死に頭をひねっていた覚えがあります。導線のコイルに電流を流すと、磁石となる、電磁石というのがこの法則に基づいたものです。鉄を含めた金属の多くは、固体や液体の状態の場合、原子間を自由に電子が動き回れる状況にあり、液体であれば、流れるたびごとに電流が発生すると言っても良いような状態があります。詳細は私の知るところではありませんが、太陽を公転しつつ、自転をしながら、月の重力の影響を受けて、鉄の流体は、一定の方向への電子の流れが発生し、結果として磁場が発生しています。

 この磁場が、太陽が放出する猛烈なプラズマ上の太陽風をはじき、はじいた一部が地球の電離層とぶつかることで、オーロラが発生します。もし、地球に磁力というものがなかった場合、この太陽風は、地球上の空気を剥ぎ飛ばしてしまう可能性が高く、火星のような希薄が空気しか存在しなくなる可能性があったそうです。この点でも地球に磁場が存在するということ自体が、地球に生命を存在させる環境を作る大きな条件となっていることが分かります。

 この磁場は、実際は地球だけのお話ではありません。今回話題に触れたいのは、木星の磁場という事になります。この磁場は実は土星の磁場とも同じ機序で発生しているものです。しかし、木星には、地球で話題にしたような鉄の液体が存在するわけではありません。鉄を含む金属の液体などが磁場を発生させてものではありません。土星木星のような大きな惑星は、ガス惑星と言われていて、惑星のほとんどがガスで構成されていると言われているものです。そのガスの中には水素がとても多く含まれており、これが星野中心にぎゅっと凝縮されています。水素は、もちろん、通常気体というイメージがありますが、木星の奥へ行くほど水素ガスはどんどん圧縮されていき、ついには液体になってしまいます。液体水素は地球でも猛烈に冷やせば作れますが、木星の中の液体水素は、超高温になります。さらに、中心に行くとさらに高温になります。仮にこの高温高圧が究極まで進むと、水素の核と核が融合してヘリウムが発生するという核融合反応が始まります。これが太陽になります。木星は、その核融合を発生させるには、十分な内圧をもてないため、実際は、今の木星が約80倍の大きさにならないと太陽のような核融合反応を起こさないとされているため、木星は太陽の出来損ないとも言われます。

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Jupiter

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Saturn

 さて、この水素ですが、実は、液体になると、まるで金属のような振る舞いをするようになります。金属のような振る舞いをするという事は言い換えると、液体水素は電子が中を自由に動き回る環境になると言われています。この液体水素が、木星の中心部には、大量に存在をしているという事です。大量に存在するという事は、磁場の発生する要件が大量にあるという事になるため、磁場は、強烈となります。この磁場が木星の周りを取り巻き、木星にも立派なオーロラが発生しています。
 今回何気なく、磁場についてのお話をしてしまいましたが、地球という私たちが生活する世界は、巨大なイメージがありながらも、実際はとてもちっぽけなもので、宇宙に視野を向けると、もっともっと大きな世界が広がっているという事が実感できます。日常生活の中で、様々なストレスというものがありますが、そのようなストレスに暴露されたときには、このように宇宙の壮大なものに触れてみると、人間の営みの小ささに、気持ちをオラか似させてもらえる部分があるかなと思いました。…なかなか、シンプルにおおらかになれるとは限りませんが…。

 

 ちょっとした、いきぬきでした…。