サイエンスジャーナル

自然科学大好き!サイエンスジャーナル!気になる科学情報をくわしく調べ、やさしく解説します!

2011年08月

地球上の生物は870万種・86%が未知種?生物の分類が困難な理由

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 生物の種類はどのくらいあるのだろう?
 現在、地球上にすむ、生物の種類は、約300万種から1億種の幅があり、最良の推定値は1000万種であるといわれている。こうしている今も、世界各地で、新しい種が発見されたり、発見される前に絶滅しており、発見されても何の種かはっきり分類できていないものも多い。ようするに生物の種類は正確にはわかっていないのが実情だ。

 最新の研究では、数世紀にわたる懸命な努力にも関わらず、地球上の生物種のおよそ86%はいまだに発見されていないか名前が無いことがわかった。最新の推計によると、地球には総計870万種の生物が生息しているという。つまり、分類済みの種は15%に届かず、現在の絶滅速度からすれば多くが記録されずに姿を消してしまうと予測されている。

 どのように、生物種は「870万種」と推定されたのだろう?

Phanerozoic_Biodiversity

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全長6000キロ!アマゾン川の地下4キロに、もう一つの大河発見!

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 アマゾン川の地下に大河
 世界には、安全な飲み水を得ることができない11億人の人々がいる。 地下水の過剰な汲み上げによる農耕地の不毛化、水資源の過剰利用と汚染による生物多様性の低下、水資源の不足による地域紛争などが起きている。また、世界の疾病の80%の原因が、不衛生な水環境にあるといわれている。日本は地震の多い国だが、きれいな水資源に恵まれているだけでもありがたい。 

 水は貴重だ。地球上にある水の97%は海水で、淡水はわずか3%。その淡水の中でも70%は氷河で 、残りのほとんど、30%近くが地下水になっている。私たち陸上生物が利用できる水は、地球上 に存在する水のわずか0.01%にしか過ぎない。川の水となると、さらに少なく、0.0001%しかない。

 その中で世界一水量の多い川が、アマゾン川である。今回、アマゾン川の地下にもう一つ、別の“大河”があることが、ブラジル国立天文台の研究グループによって発見された。グループが、アマゾン地域の地熱を調べた結果、地下約 4キロにアマゾン川より幅の広い全長約6000キロの地下水脈が流れていることが分かった。

Amazon

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34億年前の地層から「地球最古の化石」発見!オーストラリアのピルバラ

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 34億年前の地球最古の化石
 地球最古化石が見つかった。場所はオーストラリアのピルバラ地方である。この場所には、34億年前の地層があり、2002年ごろから、生物の化石を発見したという報告があった。しかし、一部の専門家から岩石が鉱化した跡にすぎないのではないかとの意見が出され、10年近く議論が続いていた。

 化石は一見すると微生物の形をしており、素人目には生物だと判断してしまいがちだが、それだけではいけないらしい。偶然できた模様であるという反論があった。そこで、今回は3つの証拠を発見し、それを論文に記した。8月21日の英科学誌「ネイチャージオサイエンス(Nature Geoscience)」に掲載された。

 発見したのは、ウエスタンオーストラリア大(University of Western Australia)と英オックスフォード大(Oxford University)の研究チーム。この微化石は、石英砂粒から発見された。ピルバラ地方には、地球がまだ水の惑星で、海水が風呂のお湯ほどの温かさだったと考えられている、今から34億年前の始生代(Archean Eon)の地層がある。

Pilbara region

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複数のウイルスに効く新薬開発!「風邪を治す薬ができたら、ノーベル賞」を実現?

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 風邪を治す薬ができた?
 「風邪を治す薬ができたら、ノーベル賞」ということがあるが、これはそれに相当する研究成果だ。マサチューセッツ工科大学(MIT)に所属するトッド・ライダー(Todd Rider)氏は次のように話す。「数十年前の抗生物質の発見と製造は、細菌感染の治療法に革命をもたらした。今回の発見が、同じように、ウイルス感染の治療法に革命をもたらすことを期待している。」

 この治療薬のすごいところは、風邪やインフルエンザのウイルスから、HIV、肝炎ウイルスなどのより深刻な病原体、さらにはエボラや天然痘などもっと致死率の高いウイルスまで、すべてをカバーするところだ。

 これまでのところ、この薬は人間を含む11種の哺乳類の細胞で、15種類のウイルスを殺すことができ、しかも毒性を示さないことが確認されている。15種類の中には、デング出血熱やH1N1型の豚インフルエンザを引き起こすウイルスが含まれる。致死量のH1N1ウイルスを注射したマウスは、この薬で100%治癒したという。

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世界初!39億年の彼方から、ブラックホールの「見えない輝き」をとらえた!

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 恒星最後の輝き
 超新星(supernova)は大質量の恒星がその一生を終えるときに起こす大規模な爆発現象である。夜空に明るい星が突如輝き出し、まるで星が新しく生まれたように見えるものを新星というが、新星よりも更に明るくなる天体で、いわば恒星の「最後の輝き」である。爆発によって星の本体は四散するが、爆発後に中心部に中性子星やブラックホールが残る場合もある。

 今回、国際宇宙ステーション(ISS)にある日本の実験棟「きぼう」と米国の衛星が、地球から39億光年離れた、巨大ブラックホールに恒星が吸い込まれるときの、「最後の輝き」を世界で初めてとらえた。ただし、その光は目に見えないX線だ。8月25日の英科学誌ネイチャーに論文が発表された。

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奇妙な天体発見!気温たった25度の恒星?反射率1%暗すぎる惑星?

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 恒星の最低温度記録更新
 太陽の表面温度は約6000℃だが、2011年3月に、たった100度の恒星が発見された。米・ハワイにあるケック天文台の「ケックII望遠鏡」で発見したものだった。

 ケックII望遠鏡がとらえた「CFBDSIR 1458+10」連星系は、太陽~地球の約3倍の距離を30年周期で回りあっている。これは地球から約75光年の距離にある褐色矮星の連星系の1つで、「CFBDSIR 1458+10B」と呼ばれる。褐色矮星とは、質量が小さいために核融合ができず、恒星になりそこねてしまった星のことだ。(2011年3月25日 ヨーロッパ南天天文台)

  ところが、今回、NASAの赤外線天文衛星「WISE」のデータから、さらに温度の低い、星のスペクトル分類のうち最も低温で暗い「Y型星」が初めて見つかった。太陽系から40光年以内に発見されたもので、表面温度が摂氏25度という観測史上最も低温の星である。

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「マヤ文明の予言」の真相はこれだ!今度は10月28日にエレーニン彗星衝突?

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 マヤ文明の予言
 最近再び、マヤ文明の予言が注目されている。しかも、これまでは、「2012年12月23日に人類は滅亡する」というものだったが、先日、テレビでは「マヤ文明の予言は2011年10月28日だった」とする話をしていた。これはキリスト教の一派が言い出したもので、当初は5月21日だったが「5ヶ月延びた」と言い直したものらしい。

 マヤの予言は、「歴史は繰り返す」というマヤ文明の観念があり、異なる周期を持つ複数の暦が用いられていた。周期というと不思議な感じを受けるが、私たちも無意識に周期を利用している。例えば、一週間や一ヶ月これも周期の1つ。時間や季節的なものにバイオリズムを組み合わせたものには、西洋では星占い、日本では陰陽道などがあり、特別なものではない。

 マヤ文明で用いられていた暦の1つ、主に碑文などで用いられていた長期暦はある起点日からの日数で表されておりその周期は13バクトゥン(187万2000日)であった。この周期の基準をいつを始めとするかによって、説がいくつか分かれる。

UFO-Comet

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首長竜は「胎生」だった?それでも「ホ乳類ではない」という理由

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 遠い海から来たCOO
 「首長竜」というと思い出すストーリーは何だろう?…私は1988年、第99回直木賞を受賞した、景山民夫氏の「遠い海から来たCOO」を思い出す。南太平洋、フィジー諸島のひとつ「パゴパゴ島」が主な舞台。島に移住してきた徹朗と洋助の父子が主人公。嵐の翌朝、洋助は珊瑚の潮だまりで50センチほどの生物(COO)を発見した。それは、1億6500万年以上前に生息していた水棲爬虫類(首長竜)プレシオサウルスであった…。

 また、1980年公開の、「ドラえもん のび太の恐竜」を思い出す人もいるかもしれない。登場するのは日本で発見された首長竜「フタバスズキリュウ」。 のび太が孵化させて育て上げたフタバスズキリュウの名は「ピー助」。性格は温和で甘えん坊。刷り込み効果の上、のび太に育てられたため、のび太を実の親のように慕っている。

 これらに登場する首長竜は、卵生で子育てをする姿が描かれている。ところが、今回、「プレシオサウルスという首長竜の仲間は、卵ではなく赤ちゃんを産み、群れで暮らしながら子育てをしていた。」という論文が、8月12日の米科学誌サイエンスに発表され話題になっている。

Plesiosauria_Ichthyosaurus

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大量死するサンゴ!原因は人間の排泄物?院内感染で有名なセラチア菌

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 大量死するサンゴ、その原因は?
 南の海でサンゴが大量に死滅している。原因は何だろう?

 そう、地球温暖化だ。近年、沖縄県八重山諸島近海や、世界遺産に認定されたサンゴ礁である、オーストラリアのグレートバリアリーフでは、海水温の上昇が原因とみられるサンゴの「白化現象」が発生し、大きな問題となっている。

 サンゴは海水温が30度を越すと、サンゴと共生する褐虫藻が減少し、白化現象が発生する。サンゴは、この褐虫藻の光合成に頼ってエネルギーを補給しているが、これが失われるとサンゴは白化し、長期間続くとサンゴは死滅する。この被害が顕著であった1998年と2007年はマスコミからも大きく取り上げられ、サンゴの危機が全国に報じられた。

 アメリカのフロリダ・キーズやカリブ海でも、10年以上前から謎の病気によってサンゴが大量死している。ところが、その原因は、白化現象ではなくて、人間の排泄物に生息する、バクテリアによる感染症であることが最近明らかになった。

Elkhorn-coral

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世にも不思議な子育てするカエルたち!ヤドクガエル・ダーウィンハナガエル他

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 背中で子守をする「ヤドクガエル」
 フジテレビで、毎週木曜日放送の「奇跡体験!アンビリバボー」は、ちょっと怖いが面白い番組だ。2011年8月18日に放送したのは、「最新最強の動物映像SP」。動物のかわいいしぐさ、不思議な行動などを楽しみながら知ることができた。

 その中で、子育てするカエルには驚かされた。ふつう子育てする動物は、鳥類やホ乳類だと学んだ。ところが、番組の中のカエルは子育てをしたのだ。それも驚異的な方法で…。

 動物の中でも最も強い毒を持つ、ヤドクガエル。その名の通り毒矢の毒に使われたカエルだ。コスタリカからブラジルの熱帯林を生息地にしている。ヤドクガエルはオタマジャクシを背負うことがある。何をしているのだろう?

Pipa_pipa

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空中の電波で発電に成功!現代の無線送電「宇宙太陽光発電」とは?

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 電磁エネルギーを発電に利用
 福島第一原発事故の影響で、猛暑の夏、節電生活が続いている。現在、様々な再生可能エネルギーを利用した発電に期待がかけられているが、まだまだ発電効率や発電コストの面で問題がある。太陽電池の発電効率は10~20%、1kWhあたりの発電コストは、46円もある。風力発電は30~40%で、10~14円、水力発電は80%、8~13円、原子力は30%5~6円、火力発電は、30~50%、5~6円だ。

 単に発電効率やコストで選ぶなら火力発電がよいが、CO2による地球温暖化の問題や、石油などの一次エネルギーが有限であることなどの問題点がある。水力発電も発電効率がよいし、一次エネルギーが水のもつ力学的エネルギーなので、クリーンでよい。しかし、数多くつくれないし、つくられる場所も都市部から遠い場所に限られる問題がある。太陽電池は何といっても材料にお金がかかりすぎる。

 地熱発電、燃料電池なども期待されているが、すべてに完璧な発電方法はなく、一長一短がある。いろいろなエネルギーを組み合わせ、有効利用しながら発電することが大切だ。ところで、これまで利用されてこなかったエネルギーがまだある。それは何だろう?

Space Solar Power System

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パンスペルミア説を裏付ける理由?宇宙でこれまで発見された生命のかけら

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 DNAの一部を地球外に発見
 先日、地球上の生物の設計図、DNAを構成する分子が、地球外にも存在することを示す初の証拠が見つかった。生命が地球外の物質に由来するとする説を支持する結果で、8月11日付の米科学アカデミー紀要(電子版)に論文が掲載された。

 米航空宇宙局(NASA)などのチームは、南極などで見つかった炭素を多く含む隕石12個を分析。DNAの遺伝暗号の文字に当たる分子4つのうち、A(アデニン)とG(グアニン)や生体内の筋肉組織に含まれる、ヒポキサンチンとキサンチンを見つけている。

 また、アデニンやグアニンなどのプリン体を構成する要素の1つであるプリンや、プリンに似た2つの物質、2,6-ジアミノプリンと6,8-ジアミノプリンも発見した。しかし、これら2つの物資は地球の生物内では殆ど使われることはない。このことから、発見された、A(アデニン)とG(グアニン)は、地球で汚染されたものとは考えにくく、地球外でできたものだと結論づけている。

Spitzer

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パンスペルミア説は本当?南極隕石にDNA材料、アデニンとグアニン発見!

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 A(アデニン)とG(グアニン)が宇宙に存在?
 地球上の生物の設計図、DNAを構成する分子が、地球外にも存在することを示す初の証拠が見つかった。生命が地球外の物質に由来するとする説を支持する結果で、8月11日付の米科学アカデミー紀要(電子版)に論文が掲載された。

 米航空宇宙局(NASA)などのチームは、南極などで見つかった炭素を多く含む隕石12個を分析。DNAの遺伝暗号の文字に当たる分子4つのうち、A(アデニン)とG(グアニン)を見つけた。

 隕石からこの種の分子が見つかったことはこれまでもあるが、地球上の生物に由来するものが付着した可能性が残り、断定的なことは言えなかった。

Panspermie

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第30回ノーベル生理学・医学賞 カール・ラントシュタイナー「ABO式血液型」

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 血液型と性格
 血液型と性格の関係がよく話題になる。テレビでもよく取りあげられるテーマだ。だが、放送倫理・番組向上機構(BPO)の青少年委員会では、平成16年、各放送局に向けた「『血液型を扱う番組』に対する要望」を発表。科学的な根拠が証明されていない血液型に対する「考え方や見方」で人を分類するのは、社会的差別に通じる危険があると指摘。血液型で性格が決まるといった見方を助長しないよう求めている。

 確かに血液型だけで、人間の価値を決めつけられるのは早計過ぎる面もある。社会に対して、役立つことを還元する姿勢こそ大事にしたいものだ。では、科学的に「血液型」とは何が違うのだろう?

 血液型の種類は、ABO型、RH型、MN型、HLA型など、数百あるといわれている。ABO式の血液型の違いは、赤血球の表面から出ている糖鎖の構造の違いで分類される。A型の糖鎖をもつ血液型をA型、B型の糖鎖をもつ血液型をB型、AとBに共通する糖鎖構造部分しかもっていない血液型をO型という。そして、A型とB型の両方の糖鎖を持つ血液型をAB型と呼んでいる。

Karl Landsteiner

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第30回ノーベル化学賞 ハンス・フィッシャー「ヘミンとクロロフィルの構造研究」

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 クロロフィルの研究の歴史
 クロロフィルは葉緑素とも呼ばれ植物の葉の緑色をした色素で、植物が光合成を行い、酸素をつくることは学校でも学び、よく知られている。光合成は、植物が地中から吸い上げた水と、大気中の炭酸ガス(二酸化炭素)を利用して糖などの有機物を作り出す仕組みで、その過程で必ず太陽の光が必要になる。植物は太陽の光を受けて水を分解し水素と酸素に分ける。

 クロロフィルは不思議である。人間が水を分解して水素と酸素に分けようとするとき、水の電気分解で知られているように多くの電気エネルギーを必要とし、その分解効率も悪い。ところが、植物はこの困難な水の分解を簡単にやってのける。そこで、活躍するのがクロロフィルである。クロロフィルは太陽の光を水を分解するエネルギー、つまり化学反応を行う電気化学エネルギーに変える。

 光を自由に他のエネルギーに変えることができたら…。クロロフィルの謎を解明すれば、人類は無限のエネルギーを得ることができるかもしれない。クロロフィルは、多くの科学者の関心を集め、その不思議な分子の姿を知るのに研究が続けられた。さて、クロロフィルの構造を最初に解明したのは誰だろう?

Hans_Fischer

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第30回ノーベル物理学賞 チャンドラセカール・ラマン「ラマン効果の発見」

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 アジア人初のノーベル科学賞受賞
 アジア人で最初のノーベル科学賞を受賞したのはだれだろう?それは、日本人ではない。インド人物理学者のチャンドラセカール・ラマンである。現在、日本人はアジアで一番ノーベル賞の受賞者が多いが、最初の受賞は1949年(昭和24年)の湯川秀樹のノーベル物理学賞であった。

 ちなみに、アジア人で最初ノーベル賞受賞者もインド人で、詩人タゴール。1913年、ノーベル文学賞を受賞している。当時インドは英国の植民地時代であり、1947年にインドが独立国になるまで、M.ガンディーも1937~48年にかけ、計5回ノーベル平和賞の候補になっている(本人が固辞したため未受賞)。現在もインドは英国連邦の1独立国であり、この受賞には政治的な意図があったと考える人もいる。

 さて、1930年のノーベル物理学賞の受賞理由は何だろう?それは「光散乱に関する研究とラマン効果の発見」である。光の散乱とは光が粒子と衝突して、その方向を変えられること。散乱のしかたには様々なものがあり、レイリー散乱、ミー散乱などがある。レイリー散乱は空が青い理由、ミー散乱は雲が白い理由である。そして、ラマン効果によって発生する光散乱が、ラマン散乱である。 

Chandrasekhara Raman

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美肌、夏バテは酵素を味方にすればOK!イライラも解消?世界一受けたい授業

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 健康生活にかかわる酵素
 2011年8月13日、日テレ放送の「世界一受けたい授業」3時間目保健体育は、体によい酵素の話だ。酵素が私たちの健康生活にこれほどかかわっているとは思わなかった。

 まず、酵素とはなんだろう?酵素ときくと、洗剤を思い浮かべる。また、だ液に入っているアミラーゼという消化酵素を思い出す人もいるかもしれない。しかし、酵素はそれだけでなく、「生物が生命活動をするほとんどの場面で、必ず活躍する物質」といえる。酵素は、ほぼ「タンパク質」からできていて、現在、約4528の酵素に名前が付けられて登録されている(7月1日現在)。

 私達はご飯を食べるとアミラーゼという酵素によって、ご飯が消化され栄養として吸収される。このように食べたものを消化する酵素を「消化酵素」という。また、呼吸をしたり運動をしたり、細胞分裂をしたり、ケガを治したりする酵素がある。このように体の新陳代謝を司っている酵素を「代謝酵素」という。私たちには、大まかにいうとこの2つの酵素があるという。

Eenzyme

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世界一大きな昆虫とは?石炭紀、巨大化した古代昆虫の謎に新説

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 世界一大きい昆虫は何だろう?
 まず、体面積では、翅の大きなチョウ目昆虫が上位を独占する。「ギネス」によれば、ニューギニア産ヘルクレスサンの開帳(広げた翅の両端の長さ)が28cm、 翅の面積が263cm2で「世界最大」とある。また、八重山諸島にも分布する同属のヨナクニサンもやや小ぶりながら、国産昆虫ではこれが群を抜いて体面積の第1位である。

 体長の上位はナナフシ類で占められる。「ギネス」には、大英博物館蔵のボルネオ産オオナナフシの体長23.8cmが世界一とある。国産では、 奄美大島産アマミナナフシのメスの体長15.9cmが現在体長の最大記録である。もっとも、この仲間は英名で「歩く小枝(walkingsticks)」といわれるようにチョロ長く、 体重では軽量級である。

 その体重では重戦車のようなコガネムシ類の独壇場で、アフリカ産ゴライアスツノハナムグリ類の100g以上もあるオスがヘビー級チャンピオンである。 前項の最小の虫との体重差は実に5000万倍になる。国産ではカブトムシが長らく重量級の王座にあったが、1983年に沖縄で発見され、 話題を呼んだヤンバルテナガコガネにその座を譲った。(社団法人 農林水産技術情報協会[研究ジャーナル,23巻・11号(2000)])

Entoria magna

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地球を取り巻く反物質帯を発見!宇宙線が地球大気と衝突して発生!

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 地球を取り巻く反物質帯を発見
 新たな観測データから、地球の上空に閉じ込められた複数の反陽子の証拠が確認された。地球は薄い反物質帯に取り囲まれているという。

  反物質粒子は、通常の物質粒子に対して鏡に映したような性質をもつ。例えば、反陽子は原子の基本的な構成要素の1つである陽子とほぼ同じ性質だが、電荷だけがマイナスである。

 宇宙線(太陽や太陽系外から届く高エネルギーの粒子)が原子に衝突すると、分裂して“エキゾチック”な粒子が大量に発生する。この中にわずかな割合で反陽子が含まれると予測されている。

Van-allen-belts-earth

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ペルセウス座流星群極大!未知の流星群発見!その正体は超長期彗星?

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 ペルセウス座流星群がピーク
 三大流星群の1つ、ペルセウス座流星群の出現が12~15日にピークとなる。今年はあいにく満月に近い月の明かりが一晩中輝き、例年よりは観察しにくい。

 ペルセウス座流星群は、毎年今の時期に、多くの流星がペルセウス座γ星の近くから放射状に飛んでくるように見えることからその名前が付いた。1月の「しぶんぎ座流星群」、12月の「ふたご座流星群」と並ぶ三大流星群の1つで、十分に暗い夜空で晴天に恵まれれば、例年ならば1時間に30個を超える流星を見ることができるという。(サイエンスポータル 2011年8月12日)

 ところで、2007年以降初めて、地球上空で新しい流星群が観測された。今回、ピークを迎えるペルセウス座流星群ほどの輝きはないが、未知の彗星を発見する手掛かりになるかもしれない。

Meteor shower

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