Michel Pépé

Posted by moonrainbow on 03.2017 未分類   0 comments   0 trackback
Saisons Eternelles

火星との距離が縮まるか?

Posted by moonrainbow on 30.2017 未分類   0 comments   0 trackback
NASAの新型イオン推進エンジンが新記録を樹立

新型イオン推進エンジン

NASAの新型エンジン「X3」が最近実施された稼働試験で新記録を樹立したそうです。このエンジンの技術は火星への有人飛行に用いられるかもしれません

 X3はホール効果推進器の一種で、イオンストリームで船体を加速させます。NASAによれば、その推進力は化学ロケットのそれを超えるといいます

 化学ロケットの限界速度は秒速5キロ程度ですが、ホール効果推進器を用いれば、秒速40キロまで加速させることができます

イオン推進エンジンの利点

 このような加速は、近い将来挑戦されるであろう火星への有人飛行のような長距離間の宇宙飛行に威力を発揮します。事実、開発チームのリーダーは、今後20年以内の火星有人飛行にイオン推進エンジンが使われることを念頭に置いています

 イオン推進エンジンは化学ロケットより効率の点でも優れており、同じだけの宇宙飛行士と設備をずっと少ない燃料で遠くまで運ぶことができます。開発チームを率いる米ミシガン大学のアレック・ガリモア(Alec Gallimore)博士によれば、同じ量の燃料で10倍の距離を飛行できると言います

新型イオン推進エンジン1
image credit: NASA

最近の試験で最高記録を出したイオン推進器X3

 最近実施された試験運転では、X3を100kW以上の出力で稼働し、5.4ニュートンの推進力を発生させることに成功しました。イオン推進器としてはこれまでの最高記録です。また最大出力と動作電流の点でも新記録です

 なお現時点では制限もあります。化学ロケットに比べると、非常に小さな推進力しか発生できないのです。ゆえに従来のロケットと同レベルの加速に到達するには非常に時間がかかるということで、打ち上げには向きません

新型イオン推進エンジン2
image credit:nasa

 X3ではこの問題の緩和が図られ、複数のプラズマチャンネルが利用されています。だが難しいのはエンジンに十分なパワーを発揮させながらも本体をコンパクトに保つことです。ほとんどのホール効果推進器は研究所内をかなり楽に持ち運びできるが、X3の場合はクレーンが必要な大きさです

NASA's X3 Ion thruster engine breaks records

 2018年には宇宙空間で100時間の連続稼働実験が予定されています

 またプラズマによる推進器のダメージを防ぐシールドシステムも開発中です。これが完成すれば、耐用時間がぐっと伸びて、数年でも稼働できるようになるかもしれないのです

宇宙旅行の新しい技術

 イオン推進エンジン以外にも宇宙旅行の新しい技術がいくつも提案されています。ただし化学燃料を使った装置の欠点は、宇宙に行く際に燃料を搭載しなければならないことです。すると重量が増えることになり、一層打ち上げに必要となる燃料が増えるという悪循環に陥ってしまいます

 例えばバサードラムジェット(恒星間ラムジェット)が提唱されています。これは核融合ロケットの一種で、宇宙空間に漂う水素分子を巨大な磁場(ラムスクープ)で集め、これを燃料として使うものです。理論上、光速にも近づけるとされています



image credit:バサードラムジェットエンジン- Wikipedia
新型イオン推進エンジン4

 またワープのような光速を超える航法を想像する方もいるでしょう。一般相対性理論は光速を超える速度は不可能だと説明しています。ところが前方と後方の時空を伸び縮みさせることができれば、事実上光速を超える移動も可能になります。だが残念なことに、現時点でこれを実現できそうな技術は見当たらないのです

nasa より

2017年10月22日
カラパイアより

宇宙のミッシングパーツ「バリオン(baryon)物質(重粒子)」

Posted by moonrainbow on 21.2017 未分類   0 comments   0 trackback
宇宙のミッシングパーツだった、欠けていた「バリオン(baryon)物質(重粒子)」の存在がついに立証された

バリオン物質1

暗黒エネルギーと暗黒物質の発見に気をとられるあまり、きちんと定義されている粒子のほとんども、いまだ欠けているパーツのごとく行方不明になっているという事実を我々は忘れがちです。しかし今、それが銀河同士をつなぐ宇宙の繊細な網の目に隠されているという史上初の確かな証拠が得られたのです。

 2つの独立した天文学者チームが、それぞれ似たようなアプローチで銀河の間にあるバリオン物質なるものの存在を立証したのです

失われていた粒子、バリオン

 バリオン物質(重粒子)は、陽子・中性子・電子といった高校の物理の教科書に掲載されている基本的粒子で概ね構成されています

 これは宇宙の総量のおよそ4.6パーセントのみを占めると考えられています。残りは暗黒物質と暗黒エネルギーです

 星々や輝くガス雲が放つ光を調べ、現在までに明かされてきた宇宙の大きさと密度に基づきその質量を掛け合わせれば、それらの中のバリオン物質の量を大体のところは把握できます

 しかし把握した量を足し合わせてみても、ビッグバン以降に放たれた放射線で融合しているはずの量に届かないのです。宇宙の希薄な部分においては、一見すると実に90パーセントものバリオン物質が足りないほどです

 行方不明の物質は、銀河を取り巻く塵とガスの拡散ハローとして存在する可能性もありますが、それでもなお大量のバリオン物質が在処が分からないまま残されます

バリオン物質2
image credit:nasa ESA

スニヤエフ・ゼルドビッチ効果に着目して測定

 困ったことに、バリオン物質が光や影を何らかの形で広めていない場合、それを発見することはできないのです

 しかし最近の発見によって宇宙に暗黒物質の広大な網の目が広がっていることが確認され、普通に視認できるはずのバリオン物質は銀河と銀河を結ぶフィラメントに蓄積されているのではないかと疑われるようになってきました

 しかし、きちんとした証拠がなければ、疑いは疑いのままです

 それは星の光を遮るほど密度が高くなく、何らかのサインを示すほど熱くもないと考えられたため、ほとんどの測定技法では発見が困難でした

 そこで着目されたのが、スニヤエフ・ゼルドビッチ効果という、ビッグバンの輝きの名残である陽子が、銀河団を取り巻くガスの電子を通過する際に拡散して、わずかに高いエネルギーが生じる現象です。

バリオン物質3
image credit: Sunyaev–Zel'dovich effect - Wikipedia

 両チームともにスローン・デジタル・スカイサーベイの銀河のペアのデータを用い、相対的な位置を基に、そこにある微かなパターンを補強しました

 こうしてカナダ・ブリティッシュコロンビア大学のチームはフィラメントの密度が周辺の空間のバリオン平均密度の3倍近くあることを発見。またイギリス・エディンバラ大学のチームはそれを6倍と計測しました

バリオン物質4

 この差異はフィラメントを異なる距離で観測した場合に予測されるものであり、これを考慮に入れれば両チームの結果は一致するものと考えられます
 
 今後、より大規模な調査によって、宇宙の網の目に蓄積している可視物質の正確な量についてさらなるデータが集められることは間違いないです。独立した2つの研究チームの結果が一致したのだから、今の時点でもかなり確かな証拠です。宇宙と銀河の進化のモデルはさらに発展することでしょう

arxiv より

カラパイアより
2017年10月15日

4200kmまで最接近した「木星の北極地方」

Posted by moonrainbow on 08.2016 未分類   0 comments   0 trackback
探査機ジュノー、が「木星の北極地方」撮影成功 

木星の北極地方

2016年7月に無事木星軌道に投入された、NASAの探査機「ジュノー」。そのジュノーが予定されていた36回のうち、最初の木星周回に成功しました。上の画像は8月27日に70万3000キロ上空から撮影された木星で、その北極地方を確認することができます
 
木星を周回しながら観測を行うジュノーですが、2016年8月27日に最も近づいた時には木星の4200km上空を時速20万8000kmで飛行しました。NASAでジュノーのプロジェクトを指揮するRick Nybakken氏は、「飛行データを見るに、ジュノーの飛行は予定通りに推移しています」と語っています
 
ジュノーは今後、2018年2月のミッション終了までに35回の木星周回飛行を行います。ジュノーは搭載した科学観測装置を起動させており、すでに「興味深いデータ」の観測に成功しているそうです。今後、観測されたデータは数日かけて地球に送信され、解析が行われます
 
さらに、ジュノーに搭載されたカメラ「JunoCam」は今後、木星の北極や南極、それに大気の様子を写した高解像度画像を次々と撮影し、送信してくれるはずです。画像が地球に届くのは数週間後を予定。このような木星の高解像度写真の撮影はこれまでで初めてのことで、今後木星のさまざまな姿を解き明かすことが期待されています
 
木星はその特徴的な大赤斑だけでなく、強力な磁気が関係すると思われる「地球より大きな巨大オーロラ」が発生します。ジュノーは木星大気だけでなく、このような磁気や重力場についても観測を行うのです
 
Image Credit: NASA

2016/08/29
Soraeより

銀河「Dragonfly 44」

Posted by moonrainbow on 30.2016 未分類   0 comments   0 trackback
99.99%がダークマターでできた銀河「Dragonfly 44」(W. M. Keck Observatory)/Gemini Observatory/YaleNews)

Dragonfly 44
Dragonfly 44。(左)スローン・デジタル・スカイ・サーベイ、(右)ジェミニ望遠鏡(提供:Pieter van Dokkum, Roberto Abraham, Gemini, Sloan Digital Sky Survey)

かみのけ座の方向に、天の川銀河と同程度の質量を持ちながら、そのほとんどがダークマターでできている銀河が見つかりました

米・イェール大学のPieter van Dokkumさんたちの研究チームが、米・ハワイにあるW. M. ケック望遠鏡とジェミニ北望遠鏡を使った観測から、かみのけ座銀河団内に新たに銀河を発見しました。約4億光年彼方という宇宙スケールでは近いところにあるにもかかわらず、2015年になってようやく見つかったのは、この銀河「Dragonfly 44」がとても暗いためです

さらに詳しく調べてみると、Dragonfly 44には見えている(電磁波で観測できる)以上の物質が存在することがわかりました。星(見えている質量)が少なすぎるため、銀河を一つにまとめる働きをする何かがない限り、銀河がバラバラになるはずだからです

そこで、Dragonfly 44の質量を測るために、銀河内の星の運動速度が測定されました。星の運動が速いほど、銀河には多くの質量があるということになります。星の運動速度からDragonfly 44の質量を求めたところ、太陽1兆個分と見積もられました。これは天の川銀河とほぼ同程度の質量です

そしてこの全質量のうち、星や普通の物質が占める割合は、わずか0.01%であることもわかったのです。つまり残る99.99%はダークマター(暗黒物質)だということになります。これほど大きな銀河でありながらほとんどがダークマターという銀河の存在は予想外でした。質量のほとんどがダークマターという銀河はこれまでにも見つかってきましたが、それらはDragonfly 44よりもはるかに軽い矮小銀河です。「こんな銀河がどうやって作られたのか、まったく見当もつきません」(カナダ・トロント大学 Roberto Abrahamさん)。

「Dragonfly 44は、ダークマターの研究に大きな意味を持ちます。天体のほとんどがダークマターということは、星やその他の銀河内物質などとの混同を避けることができるからです。質量の大きい新たな種類の天体を対象とした研究分野の幕開けです」(van Dokkumさん)。

2016年8月29日
Astro Artsより
 

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