最終更新日：2024年12月5日

マーガレット・バービッジ（1919-2020）：私たちが星の塵でできていることを証明した方法

マーガレット・バービッジ、イギリスの天体物理学者 — *画像：マーガレット・バービッジ（1919-2020）は、恒星内での元素形成に関する理解を革命的に変えたイギリスの天体物理学者です。*

星の塵は比喩ではない

「私たちは皆、星の塵でできている」という美しい言葉は、しばしば単なる詩的な表現と考えられています。しかし、この言葉は現代天体物理学の最も基本的な発見の一つに基づいており、その発見はマーガレット・バービッジの功績によるものです。1957年、このイギリスの天体物理学者は、B²FHとして知られる伝説的な論文を共著し、水素やヘリウムよりも重いすべての化学元素が恒星の核で作られ、その後、爆発的な死を迎える際に宇宙に散らばることを初めて証明しました。これにより、私たちのDNAの炭素、呼吸する酸素、血液中の鉄は、今では存在しない恒星の中で生まれたのです。

障害に立ち向かう決意の若き日々

1919年、イングランドのダベンポートでエリノア・マーガレット・ピーチーとして生まれた彼女は、幼少期から天文学に強い興味を持ちました。女性の科学的なキャリアが珍しかった時代に、彼女はロンドン大学ユニバーシティ・カレッジで学びました。第二次世界大戦は彼女の研究を妨げましたが、決して諦めませんでした。戦後、彼女は天文学者のジェフリー・バービッジと結婚し、二人は例外的な科学者デュオを形成しました。しかし、マーガレットは才能にもかかわらず差別に直面しました。1950年代、カリフォルニアのウィルソン山天文台は、女性用トイレがないという理由で彼女の立ち入りを拒否しました。彼女は夫を通じて、またはこっそりと観測を行わなければなりませんでした。この不正義は彼女を落胆させるどころか、彼女の決意を強めました。

1957年：天体物理学を変えたB²FH論文

1957年は転機の年でした。マーガレット・バービッジ（1919-2020）、ジェフリー・バービッジ（1925-2010）、ウィリアム・ファウラー（1911-1995）、フレッド・ホイル（1915-2001）は、Reviews of Modern Physics誌に「恒星内での元素合成」という記念碑的な論文を発表しました。この100ページ以上の論文は、恒星内での元素合成の基礎を築きました。そのアイデアは革命的でした：恒星は単なる光と熱の源ではないのです。恒星は自然の核反応炉なのです。

核内部では、核融合によって水素が徐々にヘリウムに変わり、さらに炭素、酸素、ネオン、マグネシウム、ケイ素、そして鉄へと変化していきます。しかし、鉄よりも重い元素（銅、銀、金、ウランなど）はどうでしょうか？B²FH論文は、これらの元素が赤色巨星や超新星爆発の際に中性子捕獲によって形成されることを示しました。これにより、私たちの宝石の金や原子力発電所のウランは、恒星の大変動の中で生まれたのです。

マーガレット・バービッジの発見における重要な役割

B²FHという名前は4人の著者を結びつけていますが、マーガレットの仕事は中心的なものでした。彼女は天文台からの分光データを収集し解釈しました。彼女は恒星の光を分析してその化学組成を抽出しました。並外れた注意深さで、彼女はさまざまな元素に対応する吸収線を特定しました。彼女の観測は、ファウラーの核計算とホイルの理論モデルと組み合わされ、理論を検証しました。彼女の分光学の専門知識がなければ、証明はこれほど強固なものにはならなかったでしょう。

銀河とクエーサー：限界のないキャリア

この大きな突破の後も、マーガレット・バービッジは研究を続けました。彼女は銀河の回転を研究し、可視質量だけではその力学を説明できないことを示しました。これはダークマターの発見を予見する直感でした。彼女はまた、宇宙の果てにある極めて明るい活動銀河核であるクエーサーにも興味を持ちました。彼女のスペクトルに関する研究は、銀河の中心にある超大質量ブラックホールの役割を理解するのに役立ちました。

科学における女性の平等のための闘い

マーガレット・バービッジは、彼女の発見によって天体物理学に貢献しただけではありません。彼女はまた、生涯を通じて性別平等のために闘いました。1972年、彼女は女性天文学者に贈られるアニー・ジャンプ・キャノン賞を拒否しました。彼女は、このような別々の区別は差別の一形態であると考えました。「女性は性別ではなく、仕事によって評価されるべき時が来た」と彼女は宣言しました。彼女はグリニッジ天文台の初代女性台長（1972-1973）およびアメリカ天文学会の初代女性会長（1976-1978）となりました。彼女の例は、若い科学者たちの世代に影響を与えました。

遺産：なぜ私たちは本当に星の塵でできているのか

マーガレット・バービッジのおかげで、私たちは今、体内の炭素、酸素、リン、鉄の各原子が、今では存在しない恒星の核で数十億年前に合成されたことを知っています。この恒星が超新星として爆発したとき、これらの元素は星雲に散らばり、その後、私たちの太陽系を形成しました。この意味で、「私たちは皆、星の塵でできている」という言葉は、比喩でも詩でもありません。それはマーガレット・バービッジの先駆的な研究によって確立された厳密な科学的事実なのです。