Lara Fabian

Posted by moonrainbow on 24.2016 癒しの音楽   0 comments   0 trackback
Adagio

超巨大ブラックホールが星を食べ炎を吹き出す

Posted by moonrainbow on 24.2016 ブラック・ホール   0 comments   0 trackback
超巨大ブラックホールが星を食べ、炎を吹き出す様子の観察に成功(NASA)

超巨大ブラックホール
 
天体から光まで、全てを飲み込んでしまう超巨大ブラックホール。その超巨大ブラックホールが星を捕食し、巨大なフレアを吐き出す様子が新たに観測されました。上の画像はデータを元にしたイラストです
 
このような超巨大ブラックホールは太陽の数百万倍もの質量を持ちます。そして天体が近づくと重力によって星を飲み込み、バラバラに引き裂いて中に引きずり込んでしまいます。そして同時に、紫外線やX線のフレアを吐き出します。今回の2つの新たな研究では周囲の塵がこのフレアを吸収し、そして新たに光を放出する機構を解き明かしています
 
ジョンホプキンズ大学のSjoert van Velzen氏は、「このように赤外線のエコーが複数のイベントから観測されたのは、今回が初めてです」と語ってます。観測にはNASAの広域赤外線探査衛星(WISE)が利用され、また中国科学技術大学のNing Jiang氏も同様の光の放出を観測しています
 
こうしてブラックホールから放出されるフレアは非常に強力で、あらゆる塵を破壊するほどのエネルギーを持ちます。しかしフレアの周囲の塵は生き残り、数兆億マイル(約半光年)にもわたってフレアの光を吸収するのです。そして加熱された塵が放出する赤外線が、今回の観測で捉えられました。研究者たちはこのフレアと赤外線の放出タイミングの違いから、その位置や性質を特定できるとしています
 
NASAのジェット推進研究所の天文学者のVaroujan Gorjian氏は、「今回の研究で加熱された塵を確認し、星の破壊からどれだけのエネルギーが生成されたのかを計測することができます」と語っています。宇宙のさまざまな場所で星が生まれ、ブラックホールによって強力なエネルギーに変換されます
 
Image Credit: NASA

2016/09/21
Soraeより

Brad Mehldau

Posted by moonrainbow on 23.2016 癒しの音楽   0 comments   0 trackback
My Romance

重力の謎

Posted by moonrainbow on 23.2016 科学   0 comments   0 trackback
重力に関する謎めいた6つの事実

重力

重力なんてものは空気と同じような存在で、生まれた時からそこにあるから、階段でつまずいて落ちたりしない限りはあまり意識したりはしないだろう

 古代の哲学者にとって重力は力ですらなかった。物体が地球の中心へ向かって沈み込むのは、単なる自然な傾向でしかなかったのです

 もちろん、今日ではそれがただ物を落とすだけのものではないことがわかっています。太陽を回る地球の動きを定め、銀河をまとめ合わせ、宇宙自体の構造までも決定してしまうほど重要なものなのです

 重力は地球上で物体が地面に近寄っていく現象や、それを引き起こすとされる「力」を呼ぶための呼称で、電磁力、弱い相互作用、強い相互作用と並び、自然界に存在する4つの基本的な力のひとつであると考えられています

 現代の重力の理論、すなわちアインシュタインの一般相対性理論は、人類史上もっとも成功した理論のひとつです。だが、それと同時に、これを他の力と統合する方法をはじめ、重力についてはまだ不明な点もあります。ここで紹介するのは、重力について判明していることです


1. 重力は既知の力では最弱

重力1
image credit:3tags

 重力はただ引きつける。物体を反発させるような逆バージョンはない。それは銀河をまとめるだけの力があるが、実は人の力でも簡単に逆らえてしまうくらい弱い。例えば、一冊の本を持ち上げたのなら、それは地球が生み出している全重力に打ち勝っているということです

 比較のためにお伝えすると、原子内にある電子と陽子の間に働く電気力は、重力によって引かれる強さの100穣(10の30乗)倍です。なぜそんなに弱いのかわからないほど弱いのです

2. 重力と重さは同じではない

重力2
image credit:3tags

 宇宙ステーションの宇宙飛行士はふわふわ浮かぶ。これは適当に無重力などと言われるが、それは正しくないのです。宇宙飛行士に働く重力は地球のそれの90パーセントもあるのです。それなのに宇宙飛行士の体重はなくなります。それは体重が、地球において地面(あるいは椅子やベッドなど、なんでもかまわない)が押し返すように働く力だからです

 例えば、豪華なホテルのエレベーターに置いた体重計を想像してもらいたい。あなたは不審な人物を見るような周囲の冷たい視線など気にせず、エレベーターが上下に動く間、体重計に乗り続けています。体重は増減し、エレベーターが加速と減速を繰り返しているように感じるでしょう。それでも重力は同じです

 反対に、軌道上では、宇宙飛行士は宇宙ステーションと一緒に移動しています。そこでは、彼らを宇宙船の壁に押しつけて体重を作り出すものがないのです。アインシュタインはこのアイデアを特殊相対性理論に応用して一般相対性理論を生み出したのです

3. 重力は光速で移動する波を作る

重力3
image credit:3tags

 一般相対性理論は重力波を予言している。お互いの軌道に存在する2つの恒星か白色矮星かブラックホールがある場合、重力波がエネルギーを放出するため、それらはゆっくりと接近する。地球もまた太陽を公転しながら重力波を放っているが、エネルギーの損失は極小であるため、実際に気がつくことはない

 40年の間、重力波については間接的な証拠しかつかむことができなかったが、今年になってレーザー干渉計重力波観測所(LIGO)がようやくこの現象を確認するにいたった。20億光年以上離れた場所にある2つのブラックホールの衝突によって生み出された重力波の検出に成功したのだ

 相対性の帰結として、いかなるものも真空において光速を超える速さで移動することはできない。それは重力とて変わらない。太陽でなにか劇的なことが起きた場合、それが私たちのもとに届くのは光と同時である

4. 重力のミクロレベルの挙動は研究者をループに投げ込む

重力4
image credit:3tags

 3つの基本的な力の性質は、最小のスケールにおいて量子論によって説明されている。しかし、重力を量子論で完全に扱うことにはまだ成功していない

 その試みの一つがループ量子重力理論という、量子物理学を用いて時空の構造を説明しようというものだ。それによれば、時空は最小のスケールでは、物質と同じように粒子のようなものだという。物質は制約によって柔軟な網目のような構造の上をある点からある点へと飛び跳ねる。これを踏まえて、ループ量子重力理論は原子核よりもはるかに小さなスケールにおける重力の効果を説明する

 もっと有名なアプローチは超ひも理論だ。これは重力子を含む粒子は、極小の次元に巻かれているひもの振動であると説明する。いずれにせよ、ループ量子重力理論も超ひも理論も、それ以外のいかなる理論も、ミクロレベルの重力の振る舞いを検証可能なレベルで説明することはできていない

5. 重力は質量のない重力子によって運ばれている可能性

重力5
image credit:3tags

 標準モデルでは、粒子は力を運ぶ粒子を介して相互に作用していると説明する。例えば、光子は電磁力のフォースキャリアである。量子重力理論で仮定されている粒子は重力子だ。その動きについては一般相対性理論から多少の推測がされており、光子のように、重力子も質量がない可能性が高い

 仮に質量があれば、実験によって何らかの証拠が検出されていただろう。とは言え、質量が馬鹿げたほど小さい可能性もまったくないわけではない

6. 量子重力は最小の長さで出現する

重力6
image credit:3tags

 重力は非常に弱いが、2つの物体を引き寄せるほどに強くなる。究極的には、プランク長と呼ばれる原子核の何倍も小さな極小の距離において、他の力の強さと並ぶようになる

 量子重力の強さが計測可能なほどに強くなるのはその状態であるが、実験によって証明するには小さすぎる。ミリメートル単位付近でも量子重力が出現すると提唱する理論もあるが、今のところ、その効果を観測することはできていない。また、大きな金属棒、すなわち超低温に保たれた原子の集合の振動を用いるという独創的な手法でもって、量子重力効果を増幅させようというものもある

 最小のスケールであれ、最大のスケールであれ、重力は科学者の意識を引き寄せてやまないようだ。その事実は、あなたが次に転んで意識が重力につかまれたとき、多少の慰めになるだろう

2016年09月17日
カラパイアより

Giovanni Marrdi

Posted by moonrainbow on 22.2016 癒しの音楽   0 comments   0 trackback
Arabian Nights

謎の超高輝度X線パルサー

Posted by moonrainbow on 22.2016 科学   0 comments   0 trackback
スパコンで探る、謎の超高輝度X線パルサーの正体(CfCA

新タイプの宇宙灯台モデルの想像図
新タイプの宇宙灯台モデルの想像図

X線で極めて明るく輝く天体のうち周期的な明滅が見られるものについて、その中心天体がブラックホールではなく中性子星でも明るく光り得ることが、スーパーコンピュータ「アテルイ」による計算で示されました

宇宙には「超高輝度X線源」と呼ばれる、極めて明るく光る謎のX線天体が何百個も発見されており、その正体は多量のガスを吸い込んで光るブラックホールとする説が最も有力とみられています

ところが、2014年にNASAのX線観測衛星「NuSTAR(ニュースター)」が、超高輝度X線源の一つ「M82 X-2」から規則正しい周期で発せられるX線パルスを検出しました。ブラックホールはパルスを出さないので、このX線パルサー(明滅天体)の正体はブラックホールではないと考えられます

一方で、直径10kmほどの高密度天体である中性子星はパルサーとして数多く見つかっているので、天体の正体は中性子星であると考えることもできますが、その場合には強いX線放射を発するメカニズムが謎として残ります。どのようにして固い表面をもつ中性子星がガスを多量に取り込み明るいパルスを放射するのか、世界中の研究者が現象解明に取り組みました

国立天文台の川島朋尚さんたちの研究チームは、天文学専用のスーパーコンピュータ「アテルイ」を使って中性子星へのガス降着シミュレーションを行い、新しいパルサーのモデルを提唱しました

従来のパルサーモデルは、自転する中性子星の両極方向に光のビームが出るというものですが(古典的な宇宙灯台モデル)、今回のシミュレーションで検証されたのは、「降着柱」の側面が明るく光るというモデルです

【動画1】従来の宇宙灯台モデル(CfCAプレスリリース「横顔が輝く宇宙灯台」)



降着柱とは中性子星の磁場の極に形成されたガスの柱のことで、この中をガスが落下すると中性子星の表面付近で衝撃波が発生し、莫大な光が生み出されることが確かめられた。さらに、光が柱の側面から抜けることで継続的にガス降着が可能になること、側面から抜ける光が超高輝度X線源の光度に匹敵するほど明るいことも示された。似たようなアイディアが提唱されたことはあったものの、側面が明るく光ることが可能であると実際に多次元シミュレーションで確かめられたのは今回が初めてのことである

【動画2】新しい宇宙灯台モデル(2016.09.08 CfCAプレスリリース「横顔が輝く宇宙灯台」)


「今後は、新しい宇宙灯台モデルの詳細な観測的特徴を明らかにするために、強い磁場中での放射とガスの相互作用に関する補正や一般相対論的な補正を加えたより精緻な計算を行い、超高輝度X線源の中心天体の謎にさらに迫っていきたいと思います」。

2016年9月14日
Astro Artsより

Delta Goodrem

Posted by moonrainbow on 21.2016 癒しの音楽   0 comments   0 trackback
A year ago today

アカエイ星雲の中心星「SAO 244567」

Posted by moonrainbow on 21.2016 星雲   0 comments   0 trackback
瞬く間に生まれ変わったアカエイ星雲の中心星

アカエイ星雲
アカエイ星雲(提供:NASA, ESA/Hubble)

惑星状星雲の中心で輝く星の表面温度が下がっている様子が観測されました。過去には温度上昇も見られており、両方の温度変化がとらえられた初の例となります

宇宙で起こっているほとんどのプロセスの時間スケールは人の寿命に比べてあまりに長く、その変化を観測するのは難しい。しかし例外的に、ほんの数十年で星の進化の様子をリアルタイムに見せてくれる天体もあります

地球から2700光年彼方に位置する、さいだん座の「アカエイ星雲」は、中心星SAO 244567が放出した物質が星のエネルギーを受けて光っているものです。その中心星の表面温度は、1971年から2002年の間に摂氏4万度ほどまで急上昇し、それまでの約2倍にまで達しました。そしてハッブル宇宙望遠鏡(HST)による最新の観測では、星の表面温度が下がりつつあること、さらに星の膨張が始まっていることが示されています

物質を放出する前にこの星の質量が太陽の3~4倍あったなら、急激な温度上昇の説明もつくのですが、観測データによればこの星の元の質量は太陽ほどしかなかったはずだというのです。こうした低質量星は、はるかに長い時間をかけて進化するのが普通であり、数十年単位での温度の急上昇は謎です

HSTによる観測を行った英・レスター大学のNicole Reindlさんたちは、SAO 244567のような低質量星で温度の急上昇が起こるのは、星の核の外側にあるヘリウムが燃える「ヘリウム・シェル・フラッシュ」現象によるものだと考えています。この説によれば、中心星は膨張して温度が下がり、星の進化過程の前段階に戻るだろうということです。そして、まさにその状態が今回観測で確認されたことになります。「フラッシュによる核エネルギーの放出で、コンパクトな星が再び巨星サイズまで膨張します。星の再生シナリオです」(Reindlさん)。

SAO 244567は温度上昇と低下の両方が観測された初の例です。しかし、現在の星の進化モデルではSAO 244567のふるまいを完全には説明できないのです。「計算を修正すれば、星そのものや惑星状星雲の中心星の進化について、より深い知見が得られるかもしれません」(Reindlさん)。

Evolution of SAO 244567


SAO 244567の温度変化と大きさの変化。右のバーは時間経過(約1万2000年前から500年後まで)、左端は表面温度、その右は星の大きさ(太陽に対する倍率)を表す(提供:ESA/Hubble, L. Calçada)

2016年9月16日
Astro Artsより

Jeon Su Yeon

Posted by moonrainbow on 20.2016 癒しの音楽   0 comments   0 trackback
How are my silver dolphins & Summer rainbow

星の数が11億4200万個の銀河系の地図

Posted by moonrainbow on 20.2016 天の川   4 comments   0 trackback
10億以上の星々…観測衛星「ガイア」による新たな銀河系の地図が公開

銀河系の地図

欧州宇宙機関(ESA)は新たに、銀河系の地図を公開しました。この地図では観測衛星「ガイア」の宇宙望遠鏡によって撮影された、10億個以上の星々の配置と明るさが正確に記されています
 
2013年に打ち上げられたガイア計画の中で、2016年9月に終わった最初のミッションによりこの地図が作成されました。ガイア計画では最終的に、これまでで最も広域で正確な銀河系の3Dマップを作成することを目標としています。また、計画には20カ国以上、約450人の科学者が参加しています

 銀河系の地図1

今回の地図作成で観測された星の数は、正確には11億4200万個。この銀河系の地図により、科学者は天体の視差や固有運動などをより深く理解できることが期待できます。さらに、散開星団についてもより詳細な研究ができるはずです
 
それ以外にも、最初の14ヶ月に渡る観測でガイアは386個のケフェイド変光星を発見しました。これにより、科学者は将来的に銀河系の地図の正確性を改善できるそうです。さらに彼方の星々だけでなく、その動きを理解することで太陽系の惑星の大気の状態も推測できるとしています

Image Credit: ESA

Gaia scanning the sky



2016/09/15
Soreより
 

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