あなたは本当に星のちりでできている？

ビッグバンから数分後の宇宙にそろっていたのは、水素、ヘリウム、そしてごく微量のリチウムという、乏しい材料だけでした。酸素も炭素もカルシウムも、つまりあなたの大部分をつくる原子は、当時はまだ存在していませんでした。

星は、自らの重さを利用する炉のように働きます。重力が中心部を圧縮し、温度が上がると、軽い原子核が融合してより重いものになります。燃料が尽きると、中心部はさらに圧縮され、次の燃料に火がつきます。ただし、次の燃料ほど前のものより高温で、速く燃えます。大質量星は、最期には層が重なった玉ねぎのような構造になります。

鉄で連鎖は途切れます。鉄の原子核は最も強く結びついているため、それより重い原子核の融合はエネルギーを放出せず、逆に奪うからです。支えを失った中心部は1秒もかからずに崩壊し、衝撃波が外層を銀河中にまき散らします。星が数百万年かけてつくったものはすべて、次の惑星の原料となる星間ガスに戻ります。崩壊前に層ごとにつくられた酸素やケイ素も、こうして飛び散ります。ただし、外へ出る道は爆発だけではありません。あなたのたんぱく質に含まれる炭素は、たいてい爆発で放出されたわけではなく、寿命の終わりに近づいた小さな星から、星風によって静かに吹き飛ばされました。一方、今あなたの血液中で酸素を運んでいる鉄の約半分は、白色矮星の爆発から生まれました。

体を質量で見ると、ほぼ3分の2は酸素で、その大部分は水の成分です。次に多いのが炭素で、すべてのたんぱく質をつくっています。カルシウムは骨を支え、鉄は体の数％にも満たしませんが、血液中で酸素を運んでいるのは鉄です。

質量ではなく原子の数を数えると、景色は逆転します。体内の原子は、約10個に6個が水素です。水素は軽いため、質量にはほとんど影響しません。

この水素は、宇宙の最初の数分間に存在した、まさにその水素です。一度も星の中心部に入ったことがありません。一方、体の重さの残りのほとんどは、星の炉を通ってきました。

1952年、ポール・メリルは、いくつかの赤色巨星のスペクトルにテクネチウムの線を見つけました。テクネチウムには安定同位体がありません。星で見つかるテクネチウムは数十万年で崩壊しますが、星の寿命は数十億年です。つまり、星が生まれたときからあったのではなく、今まさにそこでつくられているのです。

2つ目の証拠は2017年に得られました。天文学者たちが2つの中性子星の合体をとらえ、その残光を観測できたのです。残光は、新しくつくられた重元素の雲が消えるときのはずの姿で暗くなりました。ストロンチウムはスペクトル線から確実に特定され、金と白金は全体のパターンから特定されました。これらの観測から、金やその他の最も重い元素は、まさにこのような合体で生まれると考えられています。