天の川銀河の外の「RX J1131-1231」で惑星を検出

Posted by moonrainbow on 18.2018 宇宙   0 comments   0 trackback
史上初めて天の川銀河の外で惑星を検出

天の川以外の銀河

世界で初めて、天の川以外の銀河で複数の惑星が検出されました。その質量は、月くらいの小さなものから木星のような巨大なものまでさまざまだそうです

 我々が暮らす天の川銀河内においてすら外惑星の発見が難しいことを思えば、これがどれほどの快挙なのかが分かるでしょう

重力微小レンズ効果を利用した発見

 米オクラホマ大学の研究チームは、重力微小レンズ効果を利用した技法でこの快挙を成し遂げました

 この技法は、一般相対性理論によって予言されていたもので、地球から数千光年離れた遠く、小さな惑星を発見できる唯一の方法として、これまで天の川内部の外惑星探査に採用されてきました

 惑星が恒星を公転する時、その重力場は背後にある星の光を曲げることがあります。恒星が2つしかなかった場合の姿は分かるのですから、そこに惑星が加わったことで地球に届く光に歪みが生じれば、それを惑星の存在を示すサインとして用いることができます

天の川以外の銀河1
image credit:NASA/ESA

RX J1131-1231」クエーサーを観測、2000個の自由浮遊惑星を検出

 これまでこの方法によって天の川内部で53個の外惑星が検出されてきました。しかし、さらに遠くの惑星を発見しようとすれば、星1つ分よりも強力なレンズが必要となります

 天文学者のシンユー・ダイ博士とエドゥアルド・ゲラス博士は、最高の重力レンズ効果を受けているものの1つとされる、60億光年先の「RX J1131-1231」というクエーサーを研究しました

 クエーサーとは非常に離れた距離に存在し極めて明るく輝いているために、光学望遠鏡では内部構造が見えず、恒星のような点光源に見える天体のことです

 実はこのクエーサーは4つあるように見えます。地球とそのクエーサーの間にある38億光年先の銀河によって生じる重力場が光を曲げるためです

 NASAチャンドラX線観測衛星が集めたデータを用いることで、クエーサーの光の中に奇妙な線形のエネルギーシフトが起きていることが判明したのです

 これはレンズを作り出す銀河の中に惑星が存在し、その影響を受けているとしか説明できないものです

 ここから、その銀河の中の星々の間には、月から木星までのさまざまな質量を持つおよそ2000個の自由浮遊惑星があることが判明しました

天の川以外の銀河2
RX J1131-1231クエーサー
image credit:

 もちろん、惑星が直接観察されたわけではないし、おそらく今いる人たちが生きている間に見られる可能性も低いでしょう

 しかし検出に成功しただけでも、微小レンズの有用性や、他の銀河にも惑星が存在することを証明したことになります

 常識的に考えれば天の川以外にも惑星があるであろうことは明白なのですが、証拠があるのとないのとでは随分違います

References: eurekalert

Tour of RX J1131-1231



2018年02月12日
カラパイアより

恒星風の衝突現場

Posted by moonrainbow on 17.2018 宇宙   0 comments   0 trackback
明るさを増す恒星風の衝突現場(ヨーロッパ宇宙機関

ハッブル宇宙望遠鏡がとらえた連星HD 5980(矢印の先)
NGC 346の画像中に示されたHD 5980の位置
ハッブル宇宙望遠鏡がとらえた連星HD 5980(矢印の先)(提供:NASA, ESA, A. Nota (STScI/ESA))

恒星風同士の衝突が2000年代に観測されていた連星で、10年後にX線放射がさらに強力になっているようすが明らかになりました

太陽の数倍以上の大質量星からは時速数百万kmというすさまじい「恒星風」が吹き、1ヶ月のうちに地球の質量に匹敵するほどの物質を放出します。そのような恒星風同士が衝突すると、膨大なエネルギーが解き放たれ、周囲のガスは数百万度という高温となり、X線で明るく輝くようになります。通常、恒星風同士の衝突ではほとんど変化はなく、星や星の軌道にも変化は起こらないのです。しかし、一部の大質量星ははげしいふるまいを見せます。  

その一例が、小マゼラン雲内の散開星団「NGC 346」の中にある連星「HD 5980」です。それぞれ太陽の60倍ほどの質量を持つ星が、太陽・地球間よりも近い約1億kmの距離で互いの周りを回っています。1994年には連星のうちの1つがアウトバースト(急増光)を見せ、欧州の宇宙望遠鏡「XMMニュートン」やNASAの天文衛星「チャンドラ」を用いたX線観測で高温ガスの調査が行われてきました

2007年、2000年~2005年のX線観測データから、2つの星が吹き出す恒星風同士の衝突のようすが見つかりました。これを発表したベルギー・リエージュ大学のYaël Nazéさんらが2016年に再び「XMMニュートン」で観測したところ、連星は10年前の2.5倍も明るくなっており、X線放射は一層強力になっていました

連星系「HD 5980」のX線放射の変化
連星系「HD 5980」のX線放射の変化
XMMニュートンが2000年から2016年までにとらえた連星系「HD 5980」のX線放射の変化(提供:ESA/XMM-Newton; Y. Naze et al. 2018)

「星が通常の状態に戻るにつれて連星が年々穏やかになっていくだろうと予測していたのに、それとは逆のことが起こっていたので驚きました。恒星風同士の衝突でこのようなようすを見たことがありませんでした」(Nazéさん)

物質の放出が減るにつれて放射が強まるというこの一見不可解な現象については、2014年に「恒星風が衝突するとその衝撃で大量のX線が放射されるが、放射が激しすぎると急速に冷えて衝撃が不安定になり、X線放射が弱まる」というシナリオが提案されていました

「2000年代の初観測時にこのプロセスが起こっていたと思われますが、その後衝撃が和らいで安定したために、2016年までにX線が強まったものと考えられます」(Nazéさん)

理論的仮説を初めて観測で実証したNazéさんたちは現在、コンピューターシミュレーションを通じてより詳細に成果の正否についての検証を進めています

2018年2月9日
AstroArtsより

ホットジュピター「CoRoT-2 b」

Posted by moonrainbow on 12.2018 宇宙   0 comments   0 trackback
普通ではない風が吹くホットジュピター「CoRoT-2 b」

「CoRoT-2 b」の想像図
「CoRoT-2 b」の想像図(提供:NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (IPAC))


高温巨大ガス惑星「ホットジュピター」の一つ「CoRoT-2 b」では高温領域が予想外の場所にあることが赤外線観測で明らかにされました。この惑星では他のホットジュピターとは異なり、西向きの風が吹いているようです

ホットジュピターと呼ばれる高温の巨大ガス惑星は、私たちがよく知っている太陽系内の木星とは異なり、驚くほど中心星に近いところを公転している高温の惑星です。公転周期は通常3日以下で、惑星は常に片方の面を中心星に向けており、反対側には永遠に光が当たらないのです

当然、常に光と熱を受け続ける惑星の昼側は夜側に比べて温度が高くなり、惑星の最高温度の場所は中心星に最も近いところになることが多い。しかし理論と観測によれば、ホットジュピターでは赤道付近で東向き(惑星の自転と同じ方向)の強風が吹いていて、高温領域「ホットスポット」が東へ移動することもあります

カナダ・マギル大学宇宙研究所のLisa Dangさんたちの研究チームが、NASAの赤外線宇宙望遠鏡「スピッツァー」を使って系外惑星「CoRoT-2 b」を観測したところ、不思議なことにホットスポットが中央から西(自転の逆方向)にずれていることが明らかになりました。「これまでに9つのホットジュピターを調べてきましたが、どの惑星でも理論の予測どおり、風は東向きに吹いていました。しかし、自然はわたしたちの意表をついてきました。CoRoT-2 bでは、風は予想とは違う向きに吹いています」(マギル大学 Nicolas Cowanさん)

CoRoT-2 bはわし座の方向930光年彼方にある木星の3倍ほどの質量を持つホットジュピターで、約42時間周期で中心星を公転しています。近年多くのホットジュピターが発見されているなか、約10年前に発見されたCoRoT-2 bは、大きく膨らんだサイズと表面からの謎めいた放射スペクトルという2つの点で研究者の興味を引き続けています。「このホットジュピターの大気内で何か通常とは異なることが起こっていると考えられます」(Dangさん)

今回の予想外の現象の原因として3つの可能性が考えられています

1つ目は、惑星の自転が非常にゆっくりとしていて公転周期よりも長いならば、東向きではなく西向きの風が発生するだろうというものです。しかし、CoRoT-2 bと中心星のような近接した系では惑星の自転と公転の周期は一致するはずなので、遅い自転はこの力学的な理論にそぐわなくなってしまいます

2つ目の可能性は、惑星の大気と磁場との相互作用で風向きが変わっているというものです。もしそのような現象が起こっているならば、系外惑星の磁場を調べる貴重な機会が得られるかもしれないのです

3つ目として、惑星の東側を覆う巨大な雲によって本来より暗く(低温に)見えている可能性も挙げられています。とはいえこれが事実なら、惑星における大気循環に関する現在のモデルに修正が必要になってしまいます

「謎の解明には、より良いデータが必要です。来年打ち上げ予定の『ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡』はスピッツァーの100倍の集光力を持っているので、これまでにない素晴らしいデータを提供してくれるはずです」(Dangさん)

2018年1月29日
AstroArtsより

球状星団「NGC 3201」でブラックホールを周回している恒星

Posted by moonrainbow on 26.2018 宇宙   0 comments   0 trackback
ESOが想像図公開した球状星団の中でブラックホールを周回する恒星

NGC-3201.jpg
欧州南天天文台が公開した球状星団「NGC 3201」の想像図(2018年1月15日公開)。

欧州南天天文台(ESO)は2018年1月15日、球状星団「NGC 3201」の中で極めて特異な動きをする恒星の想像図を公開した。恒星はチリにあるESOの超大型望遠鏡VLT(Very Large Telescope)に搭載されたパノラマ式インテグラルフィールド分光器MUSE(Multi Unit Spectroscopic Explorer)で発見しました

 恒星は、太陽の約4倍の質量を持つ目に見えないブラックホールを周回しているとみられます。球状星団の中でこのような動かない恒星程度の大きさのブラックホールが発見されたのは初めてです

 今回の発見は、球状星団の形成やブラックホール、重力波発生の起源などの理解に影響を与える重要なものとなりました。想像図では、球状星団の中心部で恒星と、それに付随する不可視のブラックホールがどのように見えるかを示しました

Artist’s impression video of the black hole binary system in NGC 3201



2018年1月19日
AFPより

星形成領域「かじき座30」

Posted by moonrainbow on 17.2018 宇宙   0 comments   0 trackback
大質量星が過剰な星形成領域「かじき座30」

かじき座30(タランチュラ星雲)
かじき座30(タランチュラ星雲)
ヨーロッパ南天天文台ラ・シーヤ観測所のトラピスト南望遠鏡による、かじき座30(タランチュラ星雲)(提供:TRAPPIST/E. Jehin/ESO)

大マゼラン雲の星形成領域「かじき座30」に大質量星が過剰に存在するという研究成果が発表されました。これまでは希少だと考えられてきた大質量星が宇宙に多く存在する可能性を示唆するものです

大質量星は内部での元素合成や強烈な放射エネルギー、超新星爆発による元素拡散や衝撃波、中性子星やブラックホールの形成など様々な形で周辺に大きな影響を及ぼします。とくに初期宇宙では、その強い放射によって宇宙に満ち溢れていた中性水素ガスを電離し、宇宙の暗黒時代を終わらせるという重要な役割を果たしたと考えられています

宇宙における大質量星の役割を定量的に理解するためには、大質量星がどのくらいの割合で誕生するかを知る必要がありますが、近傍宇宙の大質量星は質量の小さい星に比べて圧倒的に少なく、正確な割合の見積もりは非常に難しいのです。従来の研究では、太陽の10倍を超える質量の星として生まれる確率は全体の1%以下であると予測されています

英・オックスフォード大学のFabian Schneiderさんたちの研究チームはヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡VLTで行われている「VLT-FLAMES タランチュラ星雲サーベイ(VFTS)」の一環で、約16万光年彼方の矮小銀河である大マゼラン雲に存在する、活発な星生成領域「かじき座30」(タランチュラ星雲)内の大質量星約1000個を観測しました。かじき座30は近傍宇宙における最大の星形成領域で、これまでに発見されている最大級の質量の星々も存在しています

研究チームは統計的、理論的手法などによってかじき座30に存在する大質量星の質量を決定し、太陽の15倍から200倍の質量を持つ約250個の星の分析結果を利用して、かじき座30で誕生する星の初期質量関数(生まれる星の質量頻度分布)を調べました。そして、これまでで最も正確な大質量星の初期質量関数が導き出され、大質量星が予測をはるかに超える数誕生し存在することが示されました

「大質量星の真の数に驚いただけでなく、初期質量関数が太陽200個分の質量までサンプリングされたことにも驚きました。太陽質量の200倍も重い星の存在はこれまで大きな議論の的でしたが、今回の研究で、誕生時の最大質量は太陽の200倍から300倍らしいことが示されました」(ベルギー・ルーヴェン・カトリック大学 Hugues Sanaさん)

「この研究成果は宇宙の様々な現象の理解に大きな影響を及ぼします。これまで考えられてきた数より70%も多く超新星が存在することになり、化学収率(理論から予測される最大量に対する実際に得られる物質の比率)は3倍に跳ね上がりますし、大質量星の集団が放つ電離放射も4倍近くになる可能性が出てきます。また、ブラックホールの形成率も1.8倍まで増えるので、重力波を放つような連星ブラックホール同士の合体現象の増加にもつながると考えられます」(Schneiderさん)

2018年1月11日
AstroArtsより
 

プロフィール

moonrainbow

Author:moonrainbow
昔、"地球の旅人"の頃




服と鞄と雑貨の販売をしています

カテゴリ

カレンダー

01 | 2018/02 | 03
- - - - 1 2 3
4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 - - -

ブロとも申請フォーム

QRコード

QRコード