太陽系と天体の運動(知識)の問題
太陽系の誕生について述べた次の文章を読み、下の問いに答えよ。
約 46 億年前、銀河系の中の星間雲の一部が自らの重力で収縮し、その中心に原始太陽が誕生した。原始太陽のまわりには、水素やヘリウムを主とするガスと、固体の微粒子(ちり)からなる円盤ができた。円盤の中のちりはしだいに円盤の中心面(赤道面)に沈んで集まり、薄い層をつくった。やがてこの層の中でちりが集まって、直径が数 km〜10 km 程度の固体の小天体である【 A 】が無数に形成された。【 A 】は互いに衝突・合体をくり返して成長し、月から火星ほどの大きさの原始惑星となった。太陽に近い領域では、岩石や金属を主成分とする【 A 】から地球型惑星がつくられた。太陽から遠い領域では、氷も含む【 A 】から大きな固体の核ができ、その核が周囲のガスを大量に取り込んで木星型惑星となったと考えられている。
問 文章中の空欄【 A 】に共通して入る語を、漢字で答えよ。
この問題で使うもの
- 太陽系の誕生(説明と入口の問題)
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ヒント
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ヒント 1
太陽系の形成で、天体が「ちり → A → 原始惑星 → 惑星」の順に成長したという教科書の流れを思い出そう。
ヒント 2
空欄 A の天体は、ちりが円盤の中心面に集まってできた直径 10 km 程度の固体の天体で、衝突・合体によって原始惑星の材料となったものである。
ヒント 3
「原始惑星」は A より後の段階の天体であり、現在火星と木星の軌道の間を公転している「小惑星」とも別の用語である。形成途中の段階を表す用語を考えよう。
答えと解説
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微惑星
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解説を読む
太陽系の形成の標準的な考え方(教科書の記述)では、次の順に天体が成長したとされる。
1. 星間雲が重力で収縮し、中心に原始太陽ができる。まわりにはガスとちりの円盤(原始太陽系円盤)ができる。
2. 円盤の中のちりが中心面に沈んで集まり、直径が数 km〜10 km 程度の固体の小天体が無数にできる。これを微惑星という。
3. 微惑星どうしが衝突・合体をくり返し、月〜火星ほどの大きさの原始惑星に成長する。
4. 太陽に近い領域では、岩石・金属を主とする微惑星から地球型惑星(水星・金星・地球・火星)ができる。太陽から遠い領域では、氷も含むため材料となる固体が多く、大きな固体の核ができる。この核が周囲のガスを取り込んで、木星型惑星(木星・土星・天王星・海王星)になる。
空欄 A は、ちりが集まってできた直径 10 km 程度の固体の小天体で、衝突・合体して原始惑星になるものなので、微惑星 である。
似た用語との違い:
- 原始惑星:微惑星が衝突・合体して成長した、月〜火星ほどの大きさの天体である。微惑星より後の段階を指し、文章中でも A とは別に書かれている。
- 小惑星:現在の太陽系で、主に火星と木星の軌道の間を公転している小天体である。惑星になりきれなかった微惑星の生き残りと考えられているが、形成途中の天体を指す「微惑星」とは別の用語である。
- ちり(固体微粒子):微惑星の材料となる微小な固体の粒子で、大きさが全く異なる。
別解
原始太陽系円盤の中でちりが集まってできた、直径数 km〜10 km 程度の固体の小天体は「微惑星」である。微惑星が衝突・合体をくり返して原始惑星となり、さらに地球型惑星や木星型惑星の核になったと考えられている。これは教科書の記述と一致する。