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カテゴリ:自然( 8 )

ブラックホール観測 予言から100年 新時代 宇宙の進化 解明に期待

ブラックホール観測

予言から100年 新時代

宇宙の進化 解明に期待

 強い重力で時空をゆがめ、光さえ脱出できない究極の天体「ブラックホール」。アインシュタイン博士が提唱した一般相対性理論で存在が予言されてから1世紀。その姿を人類の前に初めて現しました。最近、初めて検出された重力波と合わせて、宇宙の進化の謎のカギを握るブラックホールの観測は大きな一歩を踏み出しました。

 (中村秀生)


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(写真)ブラックホールの黒い影の写真を手にする本間希樹さん、秦和弘さん(左端)ら=10日夜、東京都内

 「ブラックホール研究は、まったく新しい時代を迎える」。観測チームの秦和弘・国立天文台助教は10日夜、記者会見で高らかに宣言しました。

 宇宙にあまたある銀河の中心には、太陽の100万~10億倍の巨大ブラックホールが存在すると考えられています。しかし、これまで周辺の天体やガスの運動などから間接的に観測することしかできませんでした。

 今回とらえたブラックホールの黒い影は、強い重力で光が大きく曲げられ脱出できなくなることの視覚的証拠であり、宇宙で最も明るく輝く「活動銀河中心核」のエネルギー源が巨大ブラックホールである直接証拠。物理学的にも、天文学的にも大きな意義をもつといいます。

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(写真)M87の中心にある巨大ブラックホール周辺の想像図(©Jordy Davelaaret al./RadboudUniversity/BlackHoleCam)

■望遠鏡の性能が向上

 これを可能にしたのは、遠く離れた多数の望遠鏡が協力することで、感度・解像度・画質を飛躍的に上げたことです。ブラックホールには、それより近づくと光でも脱出できなくなる境界「事象の地平線」(イベント・ホライズン)があり、その中の現象は外から知ることができません。そのギリギリまでの観測をめざす、今回の計画は「イベント・ホライズン・テレスコープ」(EHT)と命名されました。天の川銀河の中心にある巨大ブラックホールの観測データも現在解析中です。

 巨大ブラックホールの進化を研究する谷口義明・放送大学教授は今回の観測を「質的に研究はジャンプする。教科書の一ページに書かれるような研究成果だ」とみています。

 観測チームは今後、観測網を充実し視力を1・5倍化。より鮮明な画像を撮影したり、動画によって周辺のガスの運動も精密にとらえたいとしています。

■ジェット噴出のなぞ

 今回の画像は大きな宿題も残しました。あらゆるものを吸い込むはずのブラックホールから、ジェットが噴出することが観測されています。いったいなぜか、そのメカニズムを探究してきた秦さん。ジェットの根元がブラックホールに直接つながっているのか、周辺のガス円盤につながっているのかをつきとめて、解明したいと期待していました。しかし「予想に反して検出されなかった」。東アジアで構築した観測網とEHTを組み合わせてこの謎に挑みます。

 銀河中心の巨大ブラックホールが宇宙のごく初期にも存在していることが最近の観測で明らかになり、どうやって短期間でできたのかは論争の的です。銀河の形成や進化のカギを握る存在としても注目されています。

 人類が新たに手にした観測手段で宇宙の謎にどこまで迫れるか。期待が膨らみます。


 ブラックホール 一般相対性理論から1916年に予言された、とてつもなく高密度な天体。例えば、地球と同じ質量をもつブラックホールがあるとすれば直径2センチメートル以下になります。当初は理論上の存在でしたが、1970年代、はくちょう座X―1で初めて観測的に実証されました。太陽の数倍程度の重さのブラックホールは、重い星が一生を終えるときの超新星爆発で生まれると考えられています。その1000~1万倍程度の重さの中間質量ブラックホールも観測されています。




by daisukepro | 2019-04-12 21:12 | 自然

ブラックホール 初撮影 地球サイズの“瞳” 存在を直接証明 国際観測チーム

ブラックホール 初撮影

地球サイズの“瞳” 存在を直接証明

国際観測チーム

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(写真)史上初めて直接撮影されたブラックホールの黒い影 ©EHT Collaboration

 史上初めてブラックホールを直接撮影することに成功したと、日本も参加する国際観測チームが10日夜、発表しました。南米チリのアルマ望遠鏡など電波望遠鏡の地球規模の観測網で口径1万キロメートルの“巨大な瞳”をつくって高い視力を実現。存在が予言されて約1世紀、強い重力で光さえ脱出できないブラックホールを黒い影としてとらえました。(関連記事)

 日本チーム代表の本間希樹(ほんま・まれき)国立天文台教授は会見で「100年かけてジグソーパズルの最後の1ピースが埋まった」と述べました。

 観測したのは、地球から約5500万光年の距離、おとめ座銀河団に属する楕円(だえん)銀河M87の中心にある巨大ブラックホール。本体は真っ黒ですが、周辺の高温ガスが放つ光(電波)を強い重力で引き寄せ“光の衣”をまとった状態を撮影しました。ドーナツ状に見える光の衣は直径約1000億キロメートル。地球から見ると、月面に置いたテニスボール程度と小さく、これまで観測は不可能でした。

 今回、アルマのほか、スペイン、米国、ハワイなど8基の望遠鏡で2017年4月に同時観測。約2年かけてデータを画像化し、月面のゴルフボールを見分けられる「視力300万」を実現しました。

 ブラックホールの直径は約400億キロメートルで質量は太陽の約65億倍と見積もりました。

 本間さんは「光さえ出さない事実を視覚的に疑いなく表し銀河の真ん中にブラックホールが存在することを決定づける。たった1枚の写真だが大きな意味をもっている」と強調しました。


by daisukepro | 2019-04-12 21:10 | 自然

天体はパンケーキが二つの形? NASA「新たな謎」 2019年2月9日 10時18分

 【ワシントン共同】米航空宇宙局(NASA)は8日、無人探査機ニューホライズンズが1月に撮影した天体ウルティマトゥーレは、大小二つの球からなる「雪だるま」状とみられていたが、新たに届いた観測データを分析した結果、平べったい「パンケーキ」が二つくっついたような形とみられると発表した。

 NASAのチームは「こんな形の天体は太陽系で見たことがない。どうやってできたのか、新たな謎だ」としている。

 全長約30キロのウルティマトゥーレは冥王星よりも先にあり、探査機が訪ねた最も遠い天体。探査機は1月1日に3500キロまで接近し、現在はさらに遠くへと飛行を続けている。

 


無人探査機ニューホライズンズが撮影した天体ウルティマトゥーレ(NASA提供・共同)

 無人探査機ニューホライズンズが撮影した天体ウルティマトゥーレ(NASA提供・共同)

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by daisukepro | 2019-02-11 20:51 | 自然

米探査機、太陽系最遠天体に到達 冥王星の外、65億キロ先

 【ローレル(米メリーランド州)共同】米航空宇宙局(NASA)の無人探査機「ニューホライズンズ」が1日未明(日本時間同日午後)、冥王星の先にあり、地球から65億キロ以上離れた天体「ウルティマトゥーレ」に到達した。これまでに探査機が訪れた天体では最も遠く、人類の太陽系探査に新たな歴史を刻んだ。

 探査機は上空3500キロを猛スピードで通過しながら集中観測し、データを地球に送信。順調なら日本時間3日にも接近時の画像が公開され、ウルティマトゥーレが意味する「未知の世界」の姿が明らかになりそうだ。

 この天体は太陽系惑星で最も遠い海王星のさらに外側を回る天体の一つ。


 


天体ウルティマトゥーレ(右)に到達した探査機ニューホライズンズの想像図(NASA提供・共同)


by daisukepro | 2019-01-02 20:01 | 自然

8月26日の夕方、関東地方に巨大な積乱雲が発生した


8月26日の夕方、関東地方に巨大な積乱雲が発生した。天に向かってそびえ立つ姿が、宮崎駿監督の映画『天空の城ラピュタ』に登場する「竜の巣」そっくりと話題になっている

朝日新聞科学医療部の東山正宜さんは26日午後6時40分ごろ、東京渋谷区の明治神宮外苑近くで、巨大積乱雲から雷が地上に落ちる瞬間を撮影した。個人のTwitterに投稿したところ、4万回以上もリツイートされ、海外でも反響を呼んでいる。

東京都港区の明治神宮外苑近くで午後6時40分ごろ撮影。ニコンの一眼レフカメラで500枚近く連続撮影した中で、雷が積乱雲の外に落ちているものを投稿したという。まるで怪獣映画に出てきそうな迫力のある写真で、実際にゴジラの画像をコラージュする人まで現れた。



by daisukepro | 2018-08-27 21:45 | 自然

地殻・マントル境界掘削 日米欧チーム、オマーンで 大昔の海洋プレートで初成功

地殻・マントル境界掘削

日米欧チーム、オマーンで

大昔の海洋プレートで初成功

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(写真)USGSの資料をもとに作成

 日米欧の国際掘削チームが、アラビア半島の東端オマーンで進めている陸上掘削プロジェクトで、大昔の海洋プレート(岩板)を構成していた「地殻」と「マントル」との境界の掘削に成功したことが分かりました。海洋研究開発機構が8日、本紙の取材に答えました。科学掘削で地殻・マントル境界を掘り抜いたのは史上初めて。

 掘削したのは、1億年前の海洋プレートの断片が丸ごと陸に乗り上げたものだと考えられている「オマーン・オフィオライト」と呼ばれる岩体。オマーンからアラブ首長国連邦にかけて長さ500キロメートル、幅80キロメートルの広い範囲に分布しています。

 掘削チームは、オマーン・オフィオライトの地殻からマントルに相当する岩石の連続的なデータを得るため、2016年12月~昨年3月に第1期掘削を実施。昨年11月に第2期掘削を開始していました。海洋研究開発機構によると、今年1月、地殻・マントル境界を含む長さ計約700メートルの岩石コア(円柱状試料)の採取に成功しました。第2期掘削は3月中までに完了し、詳細な分析が進められる予定です。

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 地球の深部にある地殻・マントル境界の物質構造は、これまで誰も見たことがなく、地球科学の大きな謎となっています。

 掘削チームで日本メンバーをまとめる道林克禎(みちばやしかつよし)静岡大学教授は「これまで知られていないような地殻・マントル境界の実態解明のヒントが得られる可能性がある」と、今後の分析に期待しています。


解説

“地球史”の謎に迫る

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(写真)接岸する地球深部探査船「ちきゅう」=2015年11月、横浜港本牧ふ頭

 日米欧によるオマーン陸上掘削プロジェクトで得られた地殻・マントル境界の岩石コア(円柱状試料)は、地球の進化史の謎に迫るための大きな手がかりとして期待されます。

 マントルは、地球の中心部にある核と、地球表面の地殻との間にある層。地球の体積の8割以上を占めます。地殻の厚さは、大陸で平均35キロメートル、海洋でも約6キロメートルあるとされ、マントルに直接到達するのは至難の業。いまだ人類は“生のマントル物質”を手にしたことはありません。

 今回のプロジェクトは、海洋地殻とマントル最上部からなるかつての海洋プレート(岩板)の断片が陸に乗り上げた岩体を調べることで、1億年前の海洋底の深部構造と形成過程を明らかにすることをめざしています。

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(写真)オマーン陸上掘削の作業の様子((C)OmanDrillingProject)

 第1期掘削で得られた、海洋地殻やマントル部分に相当する岩石コアは昨夏、海洋研究開発機構の地球深部探査船「ちきゅう」に運ばれ、船上の最先端機器で分析されました。掘削チームの道林克禎静岡大学教授は、熱せられた海水が地殻内を循環する「熱水循環」の詳細が明らかになるなど「驚くべき結果が得られている」と手ごたえを語ります。

 第2期掘削の最大の焦点は、地震学的な境界「モホロビチッチ不連続面」(モホ面)と地殻・マントル境界との関係を探ることです。これらが一致するのかどうかをめぐって、長年論争が続いてきました。今回、地殻・マントル境界がどのような物質境界なのかを詳しく調べます。

 地球の内部構造(地殻・マントル・核)はゆで卵(殻・白身・黄身)と似ているのか、それとも地殻・マントル境界とは別に、マントル物質中に変成作用の境界があり、それがモホ面なのか―。大きな謎に迫ります。

 一方、海底下の“生のマントル物質”を掘削する計画は、米アポロ計画と同時期の1950年代にスタートした、地球科学者にとっては半世紀の夢です。「月より遠い」とさえ言われる人類未到のマントルを探査船「ちきゅう」で掘削する計画が、10年先を見すえて進められています。(中村秀生)



by daisukepro | 2018-02-09 21:38 | 自然

雪国の朝 その一

目がさめるとそこは雪国だった。
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by daisukepro | 2018-01-23 09:51 | 自然

メキシコ・ユカタン半島の地下で、全長347キロの水中洞窟発見

【ロサンゼルス共同】メキシコ・ユカタン半島の地下で18日までに、全長347キロの水中洞窟が見つかった。世界最大規模の水中洞窟とされ、謎に包まれた古代マヤ文明の解明につながるか期待される。地下水メカニズムを調べているチームが発表した。

 現場はメキシコ湾とカリブ海に突き出たユカタン半島のトゥルム遺跡近く。石灰岩地帯のユカタン半島は雨水などが地中に流れ込むことから、地下に大規模な鍾乳洞が形成されていることが知られ、調査と保存が続いている。

 発表によると、これまでに見つかっていた約263キロの洞窟と、今回調べていた洞窟がつながっていたことが判明した。

 メキシコ・ユカタン半島で見つかった全長347キロの水中洞窟((C)HERBERT・MEYRL/GAM・共同)

 メキシコ・ユカタン半島で見つかった全長347キロの水中洞窟((C)HERBERT・MEYRL/GAM・共同)


by daisukepro | 2018-01-19 22:43 | 自然