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カテゴリ: 宇宙・天文学

1: \(^o^)/ 2019/02/14(木) 04:44:01.76 ID:CAP_USER
遠方宇宙のクエーサーの観測から、初期宇宙の膨張が標準宇宙モデルの予測と食い違っている可能性が示された。標準理論を超える新たな物理を考える必要があるかもしれない。

【2019年2月4日 ヨーロッパ宇宙機関】

現在の標準宇宙モデルでは、人体や惑星、恒星などを形作っている「普通の物質」(バリオン)は宇宙全体のエネルギーの数パーセントしか占めていないとされている。宇宙の全エネルギーの約4分の1は、重力は及ぼすものの電磁波では観測できない「ダークマター」が担っていて、残り4分の3は宇宙の加速膨張を現在も引き起こしている「ダークエネルギー」という謎の物質が占めているとみられる。

この標準宇宙モデルを構築する基礎となったのは、約138億年前に起こったビックバンの熱放射の名残である宇宙マイクロ波背景放射(CMB)の観測と、より地球に近い(=時代が新しい)宇宙で得られた観測データだ。地球に近い宇宙の観測で得られる情報には、超新星爆発や銀河団の観測データや、遠方の銀河の像が重力レンズ効果で歪む効果の観測データなどがある。こうした観測結果は、今から約90億年前までの「最近」の宇宙膨張の様子を調べるのに使われる。

今回、伊・フィレンツェ大学のGuido Risalitiさんと、英・ダーラム大学のElisabeta Lussoさんたちの研究チームでは、宇宙膨張の歴史を調べる新たな指標として「クエーサー」を利用することで、近傍宇宙とビッグバン直後の宇宙の間にある観測の「空白域」を埋め、約120億年前までの宇宙膨張の様子を調べた。

クエーサーは、銀河中心にある超大質量ブラックホールが周囲から猛烈な勢いで物質を吸い込み、桁外れの明るさで輝いている天体だ。物質がブラックホールへ落ち込むと、その周囲に降着円盤が形成され、円盤内の物質が摩擦で加熱されて可視光線や紫外線を強く放射する。円盤の周りに存在している光速に近い電子がこの紫外線とぶつかると、紫外線の光子はさらにエネルギーの高いX線となる。

■銀河中心の超大質量ブラックホールの周囲には降着円盤(オレンジ色)ができ、ここから強い紫外線が放射される。さらに、この紫外線が円盤の周囲にある高エネルギーの電子(青)と衝突することでX線も放射される。遠方の様々な距離にあるクエーサーを観測することで、宇宙膨張の歴史を調べることができる(提供:ESA (artist's impression and composition); NASA/ESA/Hubble (background galaxies))
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クエーサーが放つ紫外線とX線の明るさの間には、一定の関係があることが以前から知られていた。3年前、RisalitiさんとLussoさんは、この関係を使えば、クエーサーが放つ紫外線の「真の明るさ」がわかるので、見かけの明るさと真の明るさの差からクエーサーまでの距離を見積もることができることに気づいた。多くのクエーサーまでの距離がわかれば、宇宙膨張の歴史を調べることもできる。

このように、真の明るさと見かけの明るさの差から距離を測ることができる天体は「標準光源」と呼ばれている。最もよく知られている例は「Ia型超新星」だ。Ia型超新星の真の明るさはどれも同じと考えられているため、ピンポイントで距離を知ることができる。1990年代後半には、この手法でIa型超新星までの距離を求めることで、宇宙が過去数十億年にわたって加速膨張してきたことが明らかになっている。

「クエーサーを標準光源として使う方法には非常に大きな可能性があります。クエーサーを使えばIa型超新星よりもずっと遠くの宇宙を観測できますから、より初期の宇宙の歴史を探ることができます」(Lussoさん)。


■Ia型超新星(水色)とクエーサー(黄色、赤、青)を使った距離の測定結果。縦軸が天体までの距離、横軸が宇宙の年齢(単位:10億年)を表し、右に行くほどビッグバンに近い初期宇宙を表す。ピンクの破線が近傍宇宙の観測だけをもとに標準宇宙モデルで導いた予測で、黒の実線がすべての観測に最もよく合う曲線を示す。クエーサーでしか調べることができないグラフの右の方(初期の宇宙)で、両者に食い違いが見られる(提供:Courtesy of Elisabeta Lusso & Guido Risaliti (2019))
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続きはソースで

http://www.astroarts.co.jp/article/hl/a/10463_expansion

引用元:http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1550087041/

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1: \(^o^)/ 2019/02/13(水) 14:15:29.88 ID:CAP_USER
オリオン座大星雲の中にある巨大な若い星の周りの円盤中に、塩化ナトリウムが発見された。若い星の周りで塩が発見されたのは初めてのことだ。
【2019年2月12日 アルマ望遠鏡】

米・国立電波天文台のAdam Ginsburgさんたちの研究チームが、約1500光年離れたオリオン座大星雲の中にある巨大な原始星「オリオンKL電波源I(アイ)」をアルマ望遠鏡で観測したところ、塩化ナトリウムや塩化カリウムの分子が放つ60もの輝線がとらえられた。

塩が見つかったのは中心星からおよそ45億~90億kmの場所で、存在する塩の総量は地球の海の質量と同じくらいと計算されている。

「塩化ナトリウムは死にゆく星の外層部でしかこれまで見つかっていなかったので、若い星の周りで塩が見つかるとは思っていませんでした。これが何を意味するのか、私たちはまだ完全には理解できていません。とにかく、この星の周りの環境が特殊だということを示しているのだと考えています」(Ginsburgさん)。

詳しい分析の結果、塩化ナトリウムが分布する場所の温度が、約100Kから4000K(摂氏マイナス175度からプラス3700度)という極端に温度差のある環境であることがわかった。研究チームでは、星を取り巻く円盤の中で塵の粒子が互いに衝突し壊れることによって、塵に含まれていた塩化ナトリウムや塩化カリウムが飛び出してきたと推測している。つまり、塩があるところをつきとめれば、星周円盤の広がりがわかるというわけだ。

オリオンKL電波源Iは、非常に活発に星が生まれている場所に位置しており、これまでにもアルマ望遠鏡によって観測されてきた。「この天体はおよそ550年前に母体となったガス雲から秒速10kmの速度で飛び出したと考えられます。その後、他の星と近接遭遇した際に衝撃波が発生し、これによって円盤内の塵の粒子が砕かれて塩化ナトリウムなどの分子が飛び出した可能性があります。他の巨大な赤ちゃん星の周りにも普遍的に塩があるのか、あるいは塩は劇的な過去の証拠なのか、これから調べたいと思っています」(米・コロラド大学 John Ballyさん)。

若い星の周りで塩が見つかったことは、宇宙化学の観点からも興味深い。塩には、ナトリウムやカリウムといった金属元素が含まれているからだ。他にも金属元素を含む分子が存在していれば、星が生まれる領域に含まれる金属量も測定できる可能性がある。「これまで、こうした研究はまったくできていませんでした。宇宙を漂う金属元素は、たいていの場合は電波を出さないからです」(米・国立電波天文台 Brett McGuireさん)。

「次の一歩は、他の領域で塩や金属元素を含む分子を見つけることです。見つかれば、原始惑星系円盤の目印として塩がとても有用だということになりますし、見つからなければ今回の天体がとても特殊だということになります。現在構想が進んでいる次世代超大型電波干渉計「Next Generation Very Large Array」は、塩の研究に適した波長と高い感度とを併せ持っていますから、原始惑星系円盤の研究がさらに大きく進むと思います」(Ginsburgさん)。


■オリオンKL電波源Iの想像図。中心に赤ちゃん星があり、その周りをガスと塵の円盤が取り巻いている。星の近くの青白く光っている部分が、今回アルマ望遠鏡による観測で塩が見つかった領域(提供:NRAO/AUI/NSF; S. Dagnello)
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アストロアーツ
http://www.astroarts.co.jp/article/hl/a/10480_salt

引用元:http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1550034929/

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1: \(^o^)/ 2019/02/09(土) 23:24:01.97 ID:CAP_USER
「ゆきだるま」の形状に思われていた、カイパーベルト天体「ウルティマ・トゥーレ」ですが、2月9日にNASAが発表した内容によると、実は球体ではなく平べったい天体の可能性があるとのこと。

「ウルティマ・トゥーレ」は、かつて大小2つの天体が合体し、ゆきだるまの様な形になったと思われており、NASAがこの天体を2つに分けて表現する場合は、「ウルティマ」と「トゥーレ」と呼んでいます。今回の発表では、大きい方の「ウルティマ」は平べったいパンケーキ型で、小さい方の「トゥーレ」は凹んだクルミ型であると指摘しています。
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なお、アラン・スターン氏は「より多くのデータを分析することで、ウルティマ・トゥーレが実際はパンケーキの様に平べったい形をしていることが分かった。しかし、この天体がどの様にして形成されたのかは謎である」とコメントしています。

■動画
New Data, New View https://youtu.be/1WUd2brm8XE



https://sorae.info/030201/2019_2_9_ut.html

引用元:http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1549722241/

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