ブラックホールを見たいR1

<ブラックホールを見たいR1>
リタイアして以降、自由時間が増えたというか暇になったせいかもしれないが・・・・
晴れた夜にはベランダの椅子にすわって、星座を眺めることが多くなった。

図書館でも宇宙・天体関連の本をいろいろと借りて読んでいるが・・・・
つきつめると、パルサーとかブラックホールを見てみたいわけですね。

図書館で借りた本やメディアの報道を並べてみます。

・ブラックホール初撮影:(2019年)朝日
・X線天文衛星は「ひとみ」と命名:(2016年)朝日
・ヒッグス探究で世界観反転へ:(2013年)朝日
・宇宙観測図鑑(2012年)
・星と暮らす。(2012年)
・ブラックホールとタイムトラベル(2011年)
・宇宙はどうやって誕生したのか(2010年)
・みるみる理解できる宇宙論(2008年)
・今後の個人的探求テーマ

R1:『ブラックホール初撮影』
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<ブラックホール初撮影>
ブラックホールを視覚的に見ることは、ほぼあきらめていた大使であったが・・・
この「ブラックホール初撮影」には驚いたのです。
世界中の八つの電波望遠鏡を使って計5日間観測という(泥臭いまでの)協力で見えたとのことです。

ブラックホールの周りのドーナツのような光る輪が、わりと常識的な形であるのが面白い♪
そして、ブラックホールが実際に黒い穴のように見えることが、史上初に実証されたのです。


2019/04/11ブラックホール初撮影 5500万光年先を直接観測 日本など国際チームより


あらゆる物質をのみ込む巨大ブラックホールの撮影に、国立天文台などの国際研究チームが世界で初めて成功し、10日発表した。世界6ヵ所の望遠鏡で同時に観測して解像度を飛躍的に高め、真っ黒な穴を捉えた。ブラックホールの存在を直接裏付けたことになり、銀河の成り立ちの解明につながる。

 撮影に成功したのは、地球から約5500万光年離れた銀河「M87」にあるブラックホール。

 ブラックホールは重力が極めて強く、光も吸い込んでしまう。光が脱出できなくなる境界は「事象の地平線」と呼ばれる。巨大ブラックホールは宇宙に無数ある銀河の中心にそれぞれ存在すると考えられているが、誕生の仕組みなどはわかっていない。これまでは、周囲を回る星の動きなどから、間接的に存在を確認していた。

 研究チームは、宇宙空間のちりなどに吸収されにくく、地球まで届きやすい電波「ミリ波」に着目。ブラックホールに吸い込まれる際に周囲のガスが発するミリ波を観測し、画像に変換することを試みた。

 2017年4月、南米・チリのアルマ望遠鏡や米ハワイ、南極など世界6ヵ所、計八つの電波望遠鏡を使って計5日間、M87と、天の川銀河の中心にある「いて座A*(エースター)」のブラックホールを観測した。

 最大約1万キロ離れた望遠鏡のデータを合成することで、解像度を月面に置いたゴルフボールを地球から見分けられるほどに高め、わずかな電波を捕捉。約2年かけ解析した結果、M87の画像では、ガスの光に包まれた黒いブラックホールの姿が確認できた。質量は太陽の約65億倍に相当することがわかった。いて座A*については解析中という。

 研究チームで日本の代表を務める国立天文台の本間希樹(まれき)教授は会見で「写真はアインシュタインの相対性理論以来初めて、ブラックホールを視覚的に証明するもの。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意味のある一枚だ」と話した。(石倉徹也、小宮山亮磨)

■<解説>間接証明から飛躍
 アインシュタインの一般相対性理論からブラックホールの存在が予言された約100年前、天文学者はその存在を信じなかった。それが、今回初めて直接的に証明された。数々の仮説や推論によって組み立てられてきた姿は、今後じかに見ることで素性や成り立ちが明らかになる。

 ブラックホールは「破壊と創造の主」だ。あらゆる物質をのみ込んで消し去る一方、銀河の中心でガスや星を引きつけ、銀河の成長に影響を与える。宇宙の中で進化のカギを握る。

 一度入れば二度と出て来られない「あの世」との境は「事象の地平線」(イベント・ホライズン)と呼ばれる。世界中の研究者が光さえ吸い込む現象の撮影を目指してきた。1970年代以降、その存在を示す証拠が集まり始めたが、いずれも間接的なものだった。各地の望遠鏡をつなぐ国際協力が進み、多くの信号を集め合成する技術や理論の発展が、成果に結びついた。

 大須賀健・筑波大教授(理論宇宙物理学)は「今世紀最大のニュースの一つで、ノーベル賞級の業績だ。ブラックホール研究の新しい時代が始まる」と語る。(石倉徹也)


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X線天文衛星は、ブラックホールの成長過程など観測する役目を持つとのこと♪

2016.2.17X線天文衛星は「ひとみ」と命名 H2A打ち上げ成功より
 宇宙の成り立ちの解明を目指すX線天文衛星「アストロH」を搭載したH2Aロケット30号機が17日午後5時45分、鹿児島県の種子島宇宙センターから打ち上げられた。「相乗り」した三つの小型衛星とともにロケットから分離されたアストロHは「ひとみ」と命名された。

 H2A打ち上げの成功は24回連続。アストロHは、宇宙航空研究開発機構(JAXA)が中心に開発した国産6代目となるX線天文衛星で、昨年まで使われた5代目「すざく」より10~100倍暗い天体を観測できる。ブラックホールの成長過程など宇宙の全体像を解明する役割を担い、3年以上の観測を目指す。

 X線放出を伴う宇宙での爆発や衝突などは地球から見られず、大気圏外で観測するX線天文衛星の性能を向上させた。

 ブラックホールの運動の様子などを直接捉える「重力波」の初観測が発表された直後とあって、「X線と重力波の観測を組み合わせれば、より多面的に宇宙の構造を調べられる」(牧島一夫・理化学研究所研究顧問)と期待されている。


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朝日記事よりヒッグス探究の最前線を見てみましょう。

1/19ヒッグス探究で世界観反転へ 浅井祥仁さんより
ヒッグス

 去年7月、新聞の1面をにぎわせた「ヒッグス粒子らしい新粒子」の発見。万物の質量の陰に「ヒッグス」の働きがあるという理論は1960年代からあった。その存在を確かめる実験で日本チームの中心にいる一人。新粒子がヒッグスか否かの決着に向けて今、緊張のときにある。

 実験の舞台は、スイス・ジュネーブ郊外にある欧州合同原子核研究機関(CERN)の粒子加速器LHC。総工費約5千億円、1周約27キロのトンネルで粒子を飛ばす巨大装置である。そこに、ATLAS、CMSという二つの国際グループが別々の検出器を構え競い合ってきた。ともに研究陣は3千人規模を誇る。

 日本勢約110人が加わるのはATLAS。これを会社に見立てれば「支社長代理」のような立場にいる。

 ヒッグス粒子は、真空にぎっしり詰まった「ヒッグス場(ば)」というものから出てくる。この場が素粒子の動きを鈍らせ、質量という個性を与える。私たちの身の回りの物や力が多種多彩なのは、根っこのところでこのしくみに負うところが大きいとみられている。「真空という入れものが素粒子に働きかけてその性質を決め、世界を演出している。主役は、中身ではなくて入れものの方らしい」

 今、科学者は宇宙の謎解きでも、物質と物質のすき間の「暗黒」に目を向けている。ものの見方の反転が求められているのか。文系知にも問いを投げかける時空観の難題に、組織人としての物理学者が挑もうとしている。


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【宇宙観測図鑑】
宇宙
沼澤 茂美×脇屋 奈々代著、誠文堂新光社、2012年刊

<内容紹介より>
本書は、最先端で研究されている宇宙について、最新の宇宙探査機が撮影した、おどろくほど詳細な画像を使って紐解こう、というものです。
画像は、ハッブル宇宙望遠鏡はもちろんですが、チャンドラー、スピッツァーなど、最前線で活躍しているものを主に掲載します。
太陽系の直接探査はもちろんビッグバンやブラックホールなどの、だんだんわかってきた宇宙の謎に迫ります。

<大使寸評>
図鑑と銘打っているだけあって、鮮明な画像がすばらしい。内容も分かりやすくて・・・・宇宙の謎へのかっこうなガイドブックになっています。

Amazon宇宙観測図鑑


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【星と暮らす。】
星
藤井旭著、誠文堂新光社、2012年刊

<内容説明>より
星空とともに風景をとらえた美しい星景写真をメインとして、星や星座と文明の歴史、暮らしとのかかわりを紹介します。
占星術や星座神話に代表される星にまつわる文化、流星やほうき星、隕石など世界各地で古い記録が残る天文現象が当時の人達にあたえた影響、枕草子など文学作品に見る星空を思う人間の心、地動説から天動説、最新の天文学へと続く人類の星や宇宙への挑戦の歴史など、様々な観点から星と人の関わりを紹介し、現代の暮らしの中に星の存在を取り入れてより豊かに生きることを提案します。

<大使寸評>
天文学入門書としていいかも。
時節柄、「冬の星座の見つけ方」から読み始めたのです。冬の大三角、オリオン座、おうし座などが見られて・・・・一年中で一番豪華な夜空ではないでしょうか。
Amazon星と暮らす。
冬の星座byドングリ


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【ブラックホールとタイムトラベル】
ブラックホール
福江純監修、ニュートンプレス、2011年刊

amazonの<内容紹介>は無し。

<大使寸評>
パルサー(中性子星)が500個以上確認されているそうだが、まだ可視光による観測写真が撮られていないようです。
この本は、ブラックホール、ホワイトホール、ワームホール、タイムトラベルなどに触れているが・・・・どこまでが現実で、どれが大法螺か判然としないのです(笑)
でも、ブラックホールの想像図を見るだけでも・・・面白いでぇ♪


Amazonブラックホールとタイムトラベル


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【宇宙はどうやって誕生したのか】
宇宙
ムック本、ニュートンプレス、2010年刊

amazonの<内容紹介>は無し。

<大使寸評>
この本に、パルサーを称して「巨大な原子核」という表現が載っているが・・・宇宙物理学の本質を表しているような言葉ですね。
極小から極大をつなぐ「巨大な原子核」というヒントがすご~い♪

Amazon宇宙はどうやって誕生したのか

この本の一部を紹介します。
<佐藤博士はまず、中性子星の研究からはじめた>p38~40
 のちにインフレーション宇宙論の誕生につながる、佐藤勝彦博士の研究人生の“遠回り”を追っていきましょう。佐藤博士が研究テーマとして選んだのはパルサーという天体です。
 パルサーの正体は「中性子星」という天体です。中性子は、陽子とともに原子核を構成する粒子であり、電荷をもちません。中性子星は、ほとんど中性子だけでできた天体であり、いわば「巨大な原子核」といえます。
 大学院時代の佐藤博士は、「中性子星がどうやって形成されるのか?」というテーマを研究の中心にすえました。中性子星は当時、次のような過程で形成されることがわかっていました。重い恒星は、生涯の最後に「超新星爆発」をおこします。そのときに残される恒星のコア(中心核)が自らの強い重力で収縮し、中性子星となるのです。しかし当時は、なぜ恒星がこのようなはげしい大爆発をおこせるのかが、よくわかっていません。

 佐藤博士はこの難問を解くために、「ワインバーグ=サラム理論(電弱統一理論)」という素粒子物理学の理論を使うことを考えつきます。この理論を使えば、恒星のコア(できたての熱い中性子星)で発生するニュートリノという素粒子が、どのように恒星のガスなどと相互作用するかがわかります。
 この理論で計算すると、瞬時に恒星のコアから外部にもれ出すと考えられていたニュートリノが、短時間ですが閉じ込められて恒星のガスに圧力を及ぼし、爆発の“後押し”をすることがわかりました。超新星爆発は、ニュートリノの後押しのおかげで爆発できるのです。
 そして、この理論は大マゼラン星雲で偶然に発生した「超新星1987A」の観測で裏づけられました。1987年、小柴昌俊博士(2002年度ノーベル物理学賞受賞)のグループが、この超新星からやってきたニュートリノを岐阜県神岡鉱山にある実験装置「カミオカンデ」でとらえ、その分析から佐藤博士の理論が実証されたのです。


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【みるみる理解できる宇宙論】
宇宙論
ムック、ニュートンプレス、2008年刊

<商品の説明>より
みるみる理解できる宇宙論―宇宙に果てはある?どのように誕生した?宇宙は永遠なのか?消滅するのか? (ニュートンムック Newton別冊)

<大使寸評>
ブラックホールとかダークマターがSFではなくて、現実味を帯びてきたが・・・
ヨーロッパ原子核研究機構(CERN)でヒックス粒子の影が見えたとなると、少なくともブラックホールは現実なのでしょうね。

Amazonみるみる理解できる宇宙論

この本の一部を紹介します。
<星を光らせるしくみ>p72~34
 現在では、太陽の年齢は約46億年と考えられていますから、重力のエネルギーの解放だけでは、とても太陽の一生を理解することのできないことは明らかです。そして、それに代わる太陽や星のエネルギー源として、原子核のエネルギーの解放が1910年代の終わり頃から考えられていましたが、この解放の過程が最初に正しく理解されたのは1938年のことで、すでに20年ほどたってからのことでした。この過程は現在ではCNOサイクルと呼ばれています。これは炭素(C)、窒素(N)、酸素(O)を仲立ちとして、水素の原子核(陽子)4個が融合してヘリウム核1個になる過程ですが、このときに減少した質量が、光のエネルギーとして解放され、これが星を輝かすエネルギーになるのです。
 (中略)
 以上のように、星の中心部で、水素からヘリウムが合成され、その結合エネルギーが原子核エネルギーとして開放され、それで星のエネルギーがまかなわれることは十分可能です。このようなことが実際に可能なためには、星の中心部に水素が豊富になければなりません。これについては、太陽の場合は図に示したように、ヘリウムに比べて水素の方が数にして10倍も多くあるのですから、中心部で水素からヘリウムが合成され、輝くことは十分にありうることなのです。 
 ですから、他の星々についても、そのエネルギー源は水素核4個からヘリウム核1個を合成するいわゆる熱核融合反応が重要な役割を果たしているものと推定されます。


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<今後の個人的探求テーマ>

中性子星
中性子

wikipedia白鳥座X1より
連星系をなす恒星の一方の質量が巨大だと、もう一方の恒星のガス成分を吸い込み、自身の周りを高速で回転し円盤を形成するようになる。これを降着円盤という。この高速で回転するガスから強いX線が放射されることになる。このX線を観測することが、ブラックホールを探る上での重要な指標となる。X線は、X線天文衛星によって観測する。

wikipedia暗黒物質より
暗黒物質の存在は、1934年にフリッツ・ツビッキーによって銀河団中の銀河の軌道速度における"欠損質量" (missing mass) を説明するために仮定された。彼は、ビリアル定理をかみのけ座銀河団に適用し未観測の質量の証拠を得た。



ブラックホール

wikipediaブラックホールより
ブラックホール (black hole) とは、極めて高密度かつ大質量で、強い重力のために物質だけでなく光さえ脱出出来ない天体である。名称は、アメリカの物理学者ジョン・ホイーラーが1967年にこうした天体を呼ぶために命名した。




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