TOEFL ibt リーディングテストのスコアを改善するには…
自分も、リーディング問題に苦戦したことがありますが、
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このシリーズでは、リーディング対策用の設問も合わせて
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本文
The Lifecycle of Stars
Stars are born from clouds of gas and dust that exist in space. Over time, gravity causes these clouds to collapse in on themselves, forming a dense core that becomes a protostar. As the protostar continues to accumulate mass, it heats up and eventually becomes hot enough to ignite nuclear fusion in its core. This marks the beginning of the star’s life as a main-sequence star.
For most stars, the main-sequence phase lasts for millions or billions of years. During this time, the star burns hydrogen in its core, producing energy that radiates out into space. As the hydrogen is consumed, the star begins to run out of fuel and undergoes changes that can lead to its eventual demise.
For smaller stars, such as red dwarfs, the end of the main-sequence phase is relatively uneventful. The star begins to cool and shrink, eventually becoming a white dwarf. For larger stars, however, the end can be far more dramatic. As the star runs out of hydrogen, it begins to burn other elements, such as helium and carbon. This process can lead to the formation of heavier elements and the eventual explosion of the star in a supernova.
The explosion of a star in a supernova releases an enormous amount of energy, temporarily outshining the entire galaxy where it is located. The explosion also creates a shock wave that can trigger the formation of new stars and planets in the surrounding region. For the most massive stars, the supernova explosion leaves behind a dense core called a neutron star or a black hole.
A neutron star is an incredibly dense object that is only a few kilometers in diameter, but has a mass comparable to that of the sun. Neutron stars are incredibly hot and emit intense radiation, including X-rays and gamma rays. They also have incredibly strong magnetic fields, which can produce beams of radio waves that sweep across space like a lighthouse beam.
Black holes, on the other hand, are objects so dense that they warp the fabric of space and time around them. Anything that gets too close to a black hole, including light itself, is sucked in and cannot escape. The boundary around a black hole is known as the event horizon, and anything that crosses this boundary is lost forever. Black holes come in a variety of sizes, from stellar-mass black holes that are just a few times more massive than the sun to supermassive black holes that contain billions of solar masses. Supermassive black holes are thought to exist at the center of most galaxies, including our own Milky Way.
The study of the lifecycle of stars is an important part of astronomy, as it provides insights into the history and evolution of the universe as a whole. By studying the properties and behavior of stars at various stages of their lives, scientists can learn about the processes that govern the formation of stars and galaxies, and the creation of heavy elements that are essential for life. In addition, understanding the lifecycle of stars is crucial for predicting the fate of our own sun and the long-term future of our solar system.
In recent years, advances in observational techniques and computer simulations have enabled astronomers to study the lifecycle of stars in unprecedented detail. With new telescopes and space missions being developed, the study of stars and their evolution is expected to continue to be a vibrant and exciting field of research for many years to come.
設問
- What is the main reason for the formation of stars?
a. Accumulation of hydrogen gas
b. Formation of a dense core from collapsing gas and dust clouds
c. Ignition of nuclear fusion in the protostar’s core
d. The release of energy during a supernova explosion
- What happens when a protostar becomes hot enough to ignite nuclear fusion in its core?
a. It begins to burn other elements, such as helium and carbon
b. It becomes a main-sequence star
c. It explodes in a supernova
d. It shrinks and eventually becomes a white dwarf
- What is the primary fuel for a main-sequence star?
a. Helium
b. Carbon
c. Hydrogen
d. Oxygen
- What is the end result of a smaller star, such as a red dwarf, after it runs out of fuel?
a. It explodes in a supernova
b. It becomes a black hole
c. It shrinks and eventually becomes a white dwarf
d. It continues to burn other elements, such as helium and carbon
- What happens when a larger star runs out of hydrogen in its core?
a. It shrinks and eventually becomes a white dwarf
b. It explodes in a supernova
c. It continues to burn other elements, such as helium and carbon
d. It becomes a black hole
- What is the outcome of a supernova explosion?
a. Formation of a white dwarf
b. Formation of a neutron star or a black hole
c. Formation of a red giant
d. Formation of a main-sequence star
- What is a neutron star?
a. An incredibly dense object that warps the fabric of space and time around it
b. A star that burns other elements, such as helium and carbon, after running out of hydrogen
c. A star that has just become hot enough to ignite nuclear fusion in its core
d. An object that emits intense radiation, including X-rays and gamma rays
- What is the event horizon of a black hole?
a. The boundary around a black hole where the intense gravity prevents anything from escaping
b. The area where the star is at its brightest and hottest
c. The point in a star’s lifecycle where it becomes a red giant
d. The region around a neutron star where the magnetic field produces beams of radio waves
- What is the difference between a stellar-mass black hole and a supermassive black hole?
a. The size of the event horizon
b. The amount of energy they emit
c. The type of radiation they emit
d. The number of stars in their vicinity
- What is the importance of studying the lifecycle of stars in astronomy?
a. It helps predict the fate of our own sun and solar system
b. It provides insights into the creation of heavy elements essential for life
c. It helps scientists learn about the history and evolution of the universe
d. All of the above
解答・解説
- 星が形成される主な理由は何ですか？
答え：b. 崩壊したガスと塵の雲から密集したコアが形成されることによる。
星は、宇宙に存在するガスと塵の雲から誕生します。時間の経過とともに、これらの雲は重力によって自己崩壊し、密集したコアを形成します。このコアはプロトスターと呼ばれ、質量を蓄積するにつれて熱を発し、核で核融合を起こすほど十分に熱くなります。これが、星の生涯の始まりを示します。
- プロトスターが核融合を起こすために十分に熱くなると何が起こりますか？
答え：b. メインシークエンス星になります。
プロトスターが熱くなり、核融合が起こると、それはメインシークエンス星と呼ばれる段階に入ります。メインシークエンスは、多くの星にとって、数百万年から数十億年にわたって続きます。
- メインシークエンス星の主な燃料は何ですか？
答え：c. 水素
メインシークエンス星の主な燃料は、水素です。星は、水素を中心で燃やし、その過程でエネルギーを生み出し、宇宙空間に放射します。水素が消費されるにつれて、星は燃料が尽き、さまざまな変化を経て最終的に死滅することがあります。
- 赤色矮星などの小型の星が燃料を使い果たした後の最終的な結果は何ですか？
答え：c. 縮んで最終的に白色矮星になります。
小型の星、例えば赤色矮星の場合、主系列段階の終わりは比較的平穏です。星は冷えて収縮し、最終的には白色矮星になります。一方、より大型の星の場合、終わりは遥かに劇的になります。水素が尽きると、星はヘリウムや炭素などの他の元素を燃やし始めます。この過程は、より重い元素の形成や、最終的には超新星爆発につながることがあります。
- 大きな星が中心部の水素を使い果たすと何が起こるか。
答え：b. それは超新星爆発を起こす。
大きな星は、中心の水素を使い果たすと他の元素、例えばヘリウムや炭素を燃やし始めます。このプロセスは、より重い元素の生成につながり、最終的には超新星爆発を引き起こす可能性があります。
- 超新星爆発の結果は何ですか。
答え：b. 中性子星またはブラックホールの形成です。
超新星爆発は、星の爆発的な破裂によって起こります。これにより、星は中心から放出された物質によって大きく変形し、中心部に残った質量は中性子星またはブラックホールとして残ることがあります。
- 中性子星とは何ですか。
答え：a. 周りの時空を歪める非常に高密度の物体です。
中性子星は非常に高密度で、太陽の質量に匹敵するにもかかわらず、数キロメートルしかない物体です。その密度は原子核密度を超えており、非常に強い重力場を持ち、放射線を放出します。
- ブラックホールのイベントホライズンとは何ですか。
答え：a. ブラックホールの周りの領域で、強い重力によって何も逃げ出せなくなる領域です。
ブラックホールは、中心に非常に密集した質量を持っており、周りの空間を歪め、強力な引力を生じます。イベントホライズンは、この引力によって物質が逃げ出せない領域の境界線です。イベントホライズンを越えたものは、二度と戻ってくることはありません。
- スターマスブラックホールと超大質量ブラックホールの違いは何ですか？
答え：a. イベント・ホライズンの大きさ
スターマスブラックホールは、太陽の数倍の質量を持つ星が終末期に進む過程で生じるブラックホールです。そのため、その質量は比較的小さく、イベント・ホライズンの大きさも小さくなります。一方、超大質量ブラックホールは、数十億倍の太陽の質量を持ち、銀河中心に存在することが多いため、イベント・ホライズンの大きさも大きくなります。
- スターのライフサイクルを研究することの重要性は何ですか？
答え：d. すべての回答
スターのライフサイクルの研究は、私たちの太陽と太陽系の将来を予測するのに役立ちます。また、スターのライフサイクルを研究することで、生命に不可欠な重い元素の生成に関する洞察を提供し、宇宙の歴史と進化について科学者が学ぶことができます。したがって、スターのライフサイクルの研究は、宇宙全体の歴史と進化を理解するための重要な手段であり、すべての回答が正しいと言えます。
本文の日本語訳
星のライフサイクル
星は、宇宙に存在するガスと塵の雲から生まれます。時間が経つにつれて、重力によってこれらの雲は自己収縮し、密度の高いコアが形成され、それが原始星になります。原始星が質量を蓄積するにつれて、熱を帯び、最終的には核で核融合を起こすほどになります。これが主系列星としての星の生涯の始まりを示します。
ほとんどの星にとって、主系列フェーズは数百万年または数十億年続きます。この間、星は中心部で水素を燃焼させ、宇宙空間に放射するエネルギーを生産します。水素が消費されると、星は燃料切れになり、最終的な没落を迎えるための変化を起こします。
赤色矮星などの小さな星の場合、主系列フェーズの終わりは比較的平凡です。星は冷却して収縮し、最終的には白色矮星になります。しかし、大きな星にとっては、終わりがはるかに劇的になることがあります。星が水素を使い果たすと、ヘリウムや炭素などの他の元素を燃焼し始めます。この過程は、より重い元素の形成や、最終的に超新星爆発につながることがあります。
超新星爆発による星の爆発は、周りの銀河全体を一時的にしのぐほどの膨大なエネルギーを放出します。この爆発は、周囲の領域で新しい星や惑星の形成を引き起こす衝撃波をも生み出します。最も巨大な星にとっては、超新星爆発は中性子星またはブラックホールと呼ばれる密度の高いコアを残します。
中性子星は、太陽と同じ質量を持つが、わずか数キロメートルの直径しかない、非常に密度の高い物体である。中性子星は非常に高温であり、X線やガンマ線などの強力な放射線を放出する。また、中性子星は非常に強力な磁場を持っており、その磁場が宇宙に向かって回転するラジオ波のビームを生成することができる。
一方、ブラックホールは、周りの時空を歪めるほどに密度の高い物体である。ブラックホールに近づくもの、光を含めて何でも、その中に吸い込まれてしまい、二度と逃げることはできない。ブラックホールの周囲の境界は事象の地平線として知られ、この境界を越えたものは永遠に失われる。ブラックホールは、数倍から数十億倍の太陽質量を持つ恒星質量ブラックホールから、多くの銀河、含めて私たちの銀河の中心に存在する超大質量ブラックホールまで、さまざまなサイズが存在する。
恒星のライフサイクルの研究は、宇宙全体の歴史と進化を理解するために重要な役割を果たしている。恒星がそれぞれの段階で持つ特性や振る舞いを研究することで、恒星や銀河の形成を支配するプロセス、生命に必要な重い元素の生成について学ぶことができる。さらに、恒星のライフサイクルを理解することは、私たちの太陽の運命や、私たちの太陽系の長期的な未来を予測するためにも重要である。
最近では、観測技術やコンピュータシミュレーションの進歩により、恒星のライフサイクルを前例のない詳細で研究することが可能になってきている。新しい望遠鏡や宇宙ミッションが開発されているため、星やその進化の研究は、今後も活気ある、興奮するような研究分野となることが期待される。
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