独立行政法人宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究本部主催
2004年度「宇宙学校」レポート3 inTOKYO
テーマ☆銀河とブラックホールの世界
担当教官:山崎典子先生・松原英雄先生
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「熱い宇宙」 山崎典子先生
X線というのは、レントゲンを撮る時に体に当てている、目には見えない光の一種です。
光の一粒一粒の持っているエネルギーが大きいために、体を通り抜ける事が出来るので す。私たちは人工衛星を使って、宇宙から来るX線を観測しています。それは、1千万度、
1億度という熱く活発な宇宙の姿を明らかにしてくれます。
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(波長:長い←→短い)
(電波・赤外線・可視光線・紫外線・X線・ガンマ線)
(低い←→高い)
ではどんな天体が、X線を出すのでしょうか?例えば重さは太陽と同じ位なのに3km
(太陽の直径は約70万km)位に縮んでしまった天体はブラックホールになってしまい
ます。外からガスが重力によって集められ、落ちていくと、大きな重力のためにエネルギ ーを得て、数千万度にまで熱くなります。ブラックホールの中に落ちてしまうと、
光でさえも脱出できないので直接見ることは出来ませんが、落ちる寸前のガスから出る
X線の輝きを観測する事で、莫大な重力の元が潜んでいる事が分かるのです。その光は、 時には千分の1秒の間に太陽の明るさの1万倍以上の変化を示します。
X線で見える宇宙は激動する宇宙です。
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その他にもX線で輝く天体には様々なものがあります。生まれたばかりの原始星もX線を
出します。そして、星の一生の最後を飾る超新星爆発のエネルギーが、星間物質を暖め、
銀河の中にX線で光るガスを作っています。遠くからX線で銀河系を眺めると、きっと
淡いガスの光に包まれて、数100個のブラックホールや中性子星が輝いていることで
しょう。
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また、1000個の銀河が1千万光年位の中に集まっているのを銀河団と言います。銀河と
銀河の間は普通の光では暗いのですが、銀河団全体の重力はとても強いために、
X線で見るととても明るく輝いています。
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たいていの銀河の中心には、太陽の100万倍以上も重たいブラックホールがあると
考えられています。これらはクェーサーの仲間で太陽の10億倍以上のエネルギーを
放射してます。これを「活動銀河核」と言います。
X線は、とても透過力が強いので宇宙の大部分からのX線が真っ直ぐに地球まで
(空気には止められますが)降り注ぎます。
アメリカのチャンドラ衛星が満月位の大きさの空を2週間観測し続けて、300個以上の
天体を見つける事が出来ました。空全体には数億個を超えるX線源があるのでしょう。
この宇宙は実は熱く、ダイナミックなものなのです。・・
X線で見る宇宙は、現在80億光年先位まで見つかっています。
「英雄(ヒーロー)という名の銀河」 松原英雄先生
最近、「すばる望遠鏡(ハワイ)」を使った天体観測で、何と「ヒーロー」と呼ばれる
天体が見つかって来たのです。
「ヒーロー」はおそらく星ではありません。銀河という、数百万から数千億個の星と
ガスの固まりである天体のとても特殊な仲間です。
「ヒーロー」とは、実は英語の名前で、Hyper Extremely Red Objectという英語の
頭文字を取って、HERO(ヒーロー)と言うのです。これを訳すと「とてもすごく赤い
天体」という意味で、あんまり赤いものですから、目で見える光では「すばる望遠鏡」と いえどもほとんど見えず、赤よりももっと波長の長い赤外線だとかろうじて見えてくる
天体です。
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(左図:赤曲線(太陽5700度)、黄緑曲線(地球0〜30度)、水色曲線(天の川に漂うチリ-240度)
(左軸:天体の明るさ1目盛り=10倍、下軸:波長0.01〜10000)
赤い理由の一つは、おそらく「ヒーロー」はものすごく遠くにあるからでしょう。
百億光年以上かもしれません。そんなに遠くにある天体からの光の波長は、宇宙の膨張に
伴ってぐんと引き伸ばされてしまい、もはや目で見える光では見えなくなってしまうの です。もう一つ考えられる理由は、「ヒーロー」は非常に活発なガスから星が生まれて
くるよな銀河だから、という事です。星はガスとチリの雲が沢山漂っています。このチリ
が、星からの光を遮ってしまうのですが、赤外線だとあまり遮られませんから、若い星が 沢山ある銀河は赤外線だと見えやすいのです。 ![]()
いずれにしてもまだ「ヒーロー」の正体はあまりよく分かっていません。
正体が分からない最大の理由は、もっと波長の長い赤外線での観測がまだ出来ていない
からで、しかもこの波長の長い赤外線は大気に吸収されてしまい、
地上には届かないのです。
宇宙科学研究所では、赤外線で天体を宇宙から観測するための、ASTRO-Fという衛星
を打ち上げに向けて準備しています。ASTRO-Fは「すばる望遠鏡」のような地上の
望遠鏡では観測出来ない、もっと波長の長い赤外線によって天体を観測します。
「ヒーロー」が、どこにどれ位沢山あるのか、その正体は何なのか、
ASTRO-Fが打ち上げられればきっと分かります。
その時、「ヒーロー」はその名前の通りに有名になるかもしれません。・・
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現在は10〜20個位(ヒーロー)しかまだ見つかっていません。
100億光年彼方の生まれたての銀河の光かもしれません。
宇宙の始まりの頃の星の光は、赤外線でしか見れません。
― 質問コーナー ―
Q:ブラックホールの速度について?
A:山崎先生
近づくほどに速くなり、最後に吸い込まれる時には光の速度で落ちて行きます。
Q:ホワイトホールは何故見つからないのでしょうか?気が付かないだけなのでは?
A:山崎先生
皆が納得する現象が見つからないからだと思います。
・・・質問はいろいろとありましたが、編集者の判断により主なものだけ抜粋しました。
先生方にはいろいろな事を語って頂き、本当にありがとうございました。
私にとってはとても貴重な時間でした。次回も機会があれば、宜しくお願い致します。
楽しみにしています。
宇宙にご興味のおありの方は、直に科学者に質問を投げかけてみてはいかがでしょう?
ちなみに編集者も会場の皆さんの前で質問しております。
(さすがにUFO関係は聞きにくいですが、笑)
使用写真は、視点の位置で曲がってしまっていますが、どうかご了承下さい。
それでは、またの機会まで。・・グッドラック。
編集者:by緋月
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