恒星と宇宙（知識）の問題

ビッグバンで始まった宇宙は、膨張しながら温度が下がってきた。誕生直後の宇宙は光が直進できない状態にあったが、やがて光が遠くまで直進できる状態に変わった。この出来事を「宇宙の晴れ上がり」という。宇宙の晴れ上がりについて述べた文として最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　宇宙の温度が下がって陽子と中性子が結合し、ヘリウムの原子核がつくられたことで、光が直進できるようになった。
• イ　宇宙で最初の恒星が誕生し、その恒星の光によって周囲のガスが照らされ、宇宙が明るく見えるようになった。
• ウ　ビッグバンから約 38 万年後に宇宙の温度が約 3000 K まで下がり、電子が原子核に捕らえられて原子ができたため、光が直進できるようになった。
• エ　ビッグバンから約 38 万年後に宇宙の温度が約 3 K まで下がり、電子が原子核に捕らえられて原子ができたため、光が直進できるようになった。
• オ　宇宙の晴れ上がりのときに放たれた光は、宇宙の膨張によって波長が短くなり、現在は X 線として全天からやってくる。

宇宙の膨張とビッグバン、宇宙背景放射について述べた文として正しいものを、次のア〜オからすべて選べ。

• ア　宇宙背景放射は、天球上のあらゆる方向からほぼ同じ強さでやってくる電波（マイクロ波）で、その強さの波長分布は絶対温度約 3 K の黒体放射によく一致する。
• イ　宇宙背景放射は、宇宙誕生直後に生まれた多数の恒星が一斉に放った光が、現在の地球に届いたものである。
• ウ　宇宙の温度が下がり、電子が原子核と結びついて原子ができると、光が電子に散乱されずに直進できるようになった。このできごとを宇宙の晴れ上がりという。
• エ　ビッグバン直後の高温・高密度の宇宙では、陽子と中性子が結びついてヘリウムの原子核がつくられた。
• オ　宇宙が膨張しているため、遠方の銀河のスペクトルに見られる吸収線は、本来の位置より波長の短い側にずれて観測される。

恒星の誕生から進化の最終段階までと、恒星内部の核融合反応について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　原始星は、中心部で水素の核融合反応が始まったことで得られるエネルギーによって輝いている。
• イ　恒星が主系列星の段階にとどまる期間は、質量の大きい恒星ほど長い。
• ウ　主系列星が赤色巨星になると、半径が大きくなり、表面温度は主系列星のときより高くなる。
• エ　主系列星の中心部では、4 個の水素原子核から 1 個のヘリウム原子核がつくられ、このとき減少した質量がエネルギーに変わる。
• オ　太陽程度の質量の恒星は、赤色巨星の段階を経たのちに超新星爆発を起こし、中心に中性子星を残す。

銀河系内のある星団 X を観測したところ、次の結果が得られた。

• 数万〜数十万個の恒星が、球状に密集して集まっている。
• 星団 X は、銀河系の円盤部から大きく離れた空間に位置している。
• 星団 X の恒星について HR 図をつくると、主系列の上部（高温で明るい星）がみられず、赤色巨星が多く含まれていた。

星団 X と、星団 X が属する銀河系の構造について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　星団 X は散開星団であり、このような星団は主に銀河系の円盤部に分布している。
• イ　星団 X を構成する恒星は、太陽に比べて、ヘリウムより重い元素（重元素）の割合が小さいと考えられる。
• ウ　星団 X の内部には星間ガスが豊富にあり、現在も新しい恒星が盛んに誕生している。
• エ　星団 X のような星団は、銀河系の円盤部の渦巻腕に沿って集中して分布している。
• オ　星団 X は、数千万年前に形成された比較的若い星団である。

恒星の誕生から最期までの進化と、恒星の内部で起こる核融合反応について述べた文として正しいものを、次のア〜カのうちからすべて選べ。

• ア　質量の大きい主系列星ほど、主系列星としてとどまる期間（寿命）が長い。
• イ　原始星は、星間雲（分子雲）の濃い部分が自らの重力で収縮するときに解放される重力のエネルギーによって輝いている。
• ウ　主系列星の中心部では、水素の原子核が核融合してヘリウムの原子核がつくられる反応が起こっている。
• エ　太陽程度の質量の恒星は、赤色巨星の段階を経たのち、最後に超新星爆発を起こして中性子星になる。
• オ　主系列星が赤色巨星になると、主系列星のときに比べて半径は大きくなり、表面温度は低くなる。
• カ　非常に質量の大きい恒星が超新星爆発を起こしたあと、中心部にブラックホールが残ることがある。