恒星と宇宙（知識）の問題

ビッグバンから現在までの宇宙の歴史について述べた文として正しいものを、次のア〜オのうちからすべて選べ。

• ア　宇宙は膨張するにつれて温度が上昇していき、現在の宇宙は誕生直後の宇宙よりも高温になっている。
• イ　宇宙誕生後数分のうちに、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。
• ウ　炭素・酸素・鉄などの重い元素は、その大部分が宇宙誕生直後の数分間の元素合成でつくられた。
• エ　宇宙誕生から約 38 万年後に温度が約 3000 K まで下がると、電子が原子核と結びついて原子ができ、光が直進できるようになった。
• オ　現在観測される宇宙背景放射は、宇宙の晴れ上がりのころに放たれた光の波長が、宇宙の膨張によって引きのばされたものである。

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。

恒星の表面温度・光度・半径と、HR 図（ヘルツシュプルング・ラッセル図）上の位置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。ただし、HR 図は横軸にスペクトル型（表面温度）、縦軸に絶対等級（光度）をとり、左ほど表面温度が高く、上ほど光度が大きいものとする。

• ア　恒星のスペクトル型は、O, B, A, F, G, K, M の順に表面温度が高くなる。
• イ　主系列星では、表面温度が高い星ほど絶対等級が大きく、暗い星である。
• ウ　赤色巨星は、同じスペクトル型の主系列星に比べて半径がはるかに大きいため、光度が大きい。
• エ　白色矮星は、表面温度が高いにもかかわらず光度が小さい。これは、半径が非常に大きいためである。
• オ　主系列星では、質量が小さい星ほど HR 図の左上に位置する。