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宇宙

宇宙の元素組成はほぼ均一!X線天文衛星「すざく」の観測で判明!元素の起源とは?

 X線観測衛星「すざく」

 「すざく」(ASTRO-EII)は日本の5番目のX線天文衛星で、日米の国際協力により開発された。

 1993(平成5)年8月に打ち上げられたX線天文衛星「あすか」(ASTRO-D)の装置を飛躍的に発展させ、優れた分光能力と、軟X線からγ線までの広い帯域(0.4~600 keV)を高感度で観測できる。

 この装置で、宇宙の高温プラズマの高 精細な分光観測および高感度・広帯域の測光・分光 観測によりブラックホールの周りの物質の運動や銀 河団の形成・進化の問題に新しい光を当てることができる。


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宇宙には何が存在するか?星間空間に有機分子の吸収線を多数発見

 宇宙空間に存在する有機分子

 星間物質は、気体の星間ガスと、固体の細かい塵である星間塵(宇宙塵)に分けられる。前者は主に水素やヘリウムなどの軽い気体、後者は珪素や炭素、鉄、マグネシウムなどから成る微粒子である。

 存在比でいうと星間ガスの方が多く、星間塵は星間物質全体の質量の1%程度と少ない。星間ガスの平均密度は、1立方センチあたり水素原子が一個から数個程度であり、これは超高度真空状態といえる。

 これらの星間物質が濃密に凝集して星雲・分子雲を形成することがあるが、大部分は可視光では観測不能で、光学望遠鏡や電波望遠鏡を用い、天体から発せられる赤外線や電波の放射によって電磁波のスペクトルを得ることができる。


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週刊 サイエンスジャーナル  2014.12.14 号 腸と脳の関係/意志を持つ宇宙/赤道直下の氷河/6歳児臓器移植/初期宇宙の銀河/長野北部地震

意志を持つ宇宙?銀河中心ブラックホールの自転軸、宇宙の巨大網に沿う

 ブラックホールに続々と新発見!

 ブラックホールを発見したのは誰だろうか?、インド生まれのアメリカの天体物理学者。シカゴ大学教授のスブラマニアン・チャンドラセカール(1910-1995)である

 1983年ノーベル物理学賞を受賞する。受賞理由は「星の構造と進化において重要な物理過程の理論的研究」であった。今では「ブラックホール」としてよく知られる天体の存在を世界で初めて指摘した。

 驚いたことに彼はこの考えを、わずか19歳の時に発見した。1910年、イギリスの統治下にあった英領インドのラホール(現パキスタン領)に生れた彼は、1930年、マドラスのプレシデンシ大学を卒業。当時の宗主国イギリスのケンブリッジ大学に留学する。

 1930年の夏。幼少時から地元で「神童」と呼ばれ、数学や物理学の難問を解いていたチャンドラは、ケンブリッジ大へと留学するため、イギリスへ向かう船の甲板上(アラビア海あたりを航行中)でこの「理論」をひらめき、それをたった10分で計算によって証明したという。しかし、彼の考えは40年近くも認められることはなかった…。


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約131億光年前、宇宙初期に突然現れた銀河を“すばる望遠鏡”で発見!

 宇宙最初の銀河はどのように誕生したか?

 ビッグバン直後には宇宙は非常に均質であった。これは宇宙マイクロ波背景放射の観測で確認できる(ゆらぎは10万分の1以下である)。この頃、宇宙にはほとんど構造はなく、銀河もなかった。そのため、初期の滑らかで均質な宇宙から、どのようにして今日のような不均質な宇宙が生じたのかという疑問が生じる。

 このような構造が生じた過程に関する最も受け入れられた理論は、今日見られる全ての構造は、宇宙の密度のわずかな変化である初期ゆらぎから生じたとするものである。

 冷やされた暗黒物質の塊が凝縮し始め、その中でガスが凝縮し始めた。初期ゆらぎは重力によってガスや暗黒物質を密度の濃い領域に引き寄せ、こうして後に銀河となる種が形成された。

 このような構造の中から最初の銀河が生まれた。この時点で、宇宙はほぼ水素、ヘリウムと暗黒物質で占められていた。最初の原始銀河が形成されるとすぐに、その中に含まれる水素とヘリウムが集まり始め、最初の恒星が誕生した。


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超巨大ブラックホールにガンマ線の稲妻!高エネルギーニュートリノ観測!

 史上最大のブラックホール

 ブラックホール (black hole) は謎の多い天体である。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することができない。

 2012年11月、宇宙観測史上最大かもしれない超大質量ブラックホールを2億2000万光年離れた小さな銀河「NGC 1277」の中心部に発見したことを、米天文学者らが発表した。質量は太陽の170億倍で、銀河の7分の1を占めるという。

 研究チームによれば、標準的なブラックホールが銀河に占める質量の割合は0.1%ほど。これほど巨大なブラックホールは想定外で、宇宙の形成に関する定説が見直しを迫られる可能性があるという。 「NGC 1277」の大きさは地球のある天の川銀河(Milky Way)のわずか10分の1だが、ブラックホールの「口」の大きさは、海王星の太陽周回軌道の11倍以上にも及ぶ。


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天の川銀河の暗黒物質をガンマ線で探る!冷たい暗黒物質“WIMP”とは何か?

 宇宙は何でできているか?

 宇宙は何でできているかというと、そのほとんどはわかっていない…というのが実情だ。わかっているのは、我々が目視できる、わずか4.9%の物質だけである。

 宇宙は何でできているか、またその占める割合については、かつては光を含む電磁波による観測から求められていた。ところが、様々な研究を通じて必ずしも観測できるものだけが宇宙を構成しているとは考えられなくなった。

 やがて宇宙の成分は原子である物質ではなく、エネルギーの比で表されるようになり、むしろ未だ正体が判明しないダークマターとダークエネルギーとの割合が多数を占めるようになった。


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週刊 サイエンスジャーナル 2014.11.16号 好評発売中!

週刊 サイエンスジャーナル  2014.11.16 号

景気回復より疲労回復!抗疲労物質「イミダペプチド」とは何か?

 日銀が動いた。10月31日、日銀が中長期国債の買い入れを現在の年間50兆円からさらに30兆円増やす追加緩和を発表。「デフレマインドの転換が遅延するリスク」を防ぐため資金供給を続けるためと説明された。政府も再増税に対する景気対策に3~4兆円を投入する方針を固めた。31日の日経平均株価は年始以来最高値となり、一時は1万6500円台を超えた。

 だが、株価のわりには日常生活に景気回復の実感はない。総務省が31日に発表した9月の家計調査で、消費支出が前年同月比5.6%減したことが分かった。消費増税を行った4月以降では6カ月連続のマイナス。与党からは再び消費増税を実行することに対する慎重論も上がっている。それでも安部政権は、消費税を10%に上げるつもりだ。

 したがって、まだまだ厳しい状況が続く。こういう現状でもしっかり働かねばならない。毎日の生活は、健康な体だけがたよりだ。しかし、ストレスの多い現代社会で、休んでも疲れが取れない慢性疲労に悩んでいる人も多い。「疲れ」とは何だろうか?疲労の原因は活性酸素。人が活動すると筋肉や脳で大量の酸素を使い、その過程で「活性酸素」という物質が生まれるのが原因だ。

 活性酸素が細胞を酸化させ、傷つける。細胞が酸化すると、本来の機能を果たせなくなる。通常なら、活性酸素から細胞を守るシステムが働いているが、激しい運動をしたり、強いストレスを感じたりすると、活性酸素の量が増えて、処理できる量を超えてしまう。あふれた活性酸素によって、細胞が傷つけられ、機能が低下する。これが、疲労の原因の一つだ。

 疲労回復に必要な栄養物質として、鳥の胸肉に多く含まれる抗疲労物質としてアミノ酸結合体「イミダゾールジペプチド(イミダペプチド)」の効果が注目されている。


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宇宙膨張の証拠”とされる、原始宇宙重力波の観測結果に“ノイズ”の可能性

 原始宇宙の重力波の行方

 重力波(gravitational wave)は、アインシュタインの一般相対性理論において予言される波動であり、時空(重力場)の曲率(ゆがみ)の時間変動が波動として光速で伝播する現象である。

 重力波は、巨大質量をもつ天体が光速に近い速度で運動するときに強く発生する。例えば、ブラックホール、中性子星、白色矮星などのコンパクトで大きな質量を持つ天体が、連星系を形成し、重力波によってエネルギーを放出しながら、最終的に合体することが考えられる。

 2014年3月17日、ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの研究者グループは、南極に設置したBICEP2望遠鏡を用いて宇宙マイクロ波背景放射の偏光を観測し、解析結果から「原始の宇宙を渡ってきた重力波の直接的イメージを初めて得た」と発表したが、この発見の根拠は薄弱であるという新たな研究結果が発表された。


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我々の宇宙は何処に?天の川銀河が属する超銀河団「ラニアケア」を発見!

 私たちの宇宙は何処に?

 私たちの“地球”は、宇宙のどこにあるのだろう?もちろん地球は太陽系の第3惑星であるが、広い宇宙から見るともっともっと広い星の集団に属していることがわかっている。

 すなわち、地球は太陽系に、太陽系は銀河系に含まれている。さらに銀河系は銀河団に所属し、さらに超銀河団に所属することがわかっている。最近では、さらに大きな集団の存在も知られている。

 超銀河団に含まれる銀河は、宇宙の糸に通されたビーズのように連なっている。それぞれの糸が、グレート・アトラクター(大重力)へと繋がっている。銀河系は、これらの糸のうちの1本の端にあり、ローカルボイド(超空洞)の縁に位置する。ローカルボイド(超空洞)とは、その名の通り、ほとんど何もない空間だ。


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JAXA小惑星探査機「はやぶさ2」公開!12月打上げ、あの感動をもう一度!

 小惑星探査機「はやぶさ2」の機体が完成
 宇宙航空研究開発機構(JAXA)は8月31日、2014年冬の打ち上げが予定されている小惑星探査機「はやぶさ2」の完成した機体を報道陣に公開した。

 「はやぶさ2」は、2003年に打ち上げられ、小惑星「イトカワ」の微粒子を採取し、2010年に地球に帰還した小惑星衛星「はやぶさ」の系譜に連なる探査機。初代「はやぶさ」が目指したような岩石質の小惑星ではなく、新たにC型(イトカワはS型)の「1999 JU3」という小惑星まで行き、粒子の採集などを行い、地球に帰還する予定。総飛行時間は6年で、総飛行距離は52億kmが予定されている。

 「はやぶさ2」は、小惑星で採取した石や砂を地球に持ち帰り太陽系が誕生した当時の姿や生命の起源に迫る予定で、初代の「はやぶさ」とは異なる水や有機物を含むタイプの小惑星を目指す。


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NASAの探査機「スターダスト」が、史上初めて太陽系外微粒子を捕らえた?

 NASA探査機の採取サンプルに太陽系外由来とみられる微粒子

 NASAの探査機「スターダスト」が地球に持ち帰ったサンプル採取器から、太陽系外からのものとみられる7個の微粒子が見つかった。ひょっとすると人類は、太陽系外の物質を初めて手に入れたのかもしれない。

 ただし、微粒子の大きさはわずか。比較的大きい微粒子でも、数十μm(マイクロメートル)つまり0.02~0.09mm程度しかない。これがどんな物質であるのか分析するのに、まだ2~3年必要とする。

 これほど小さな微粒子をどうやってつかまえたのだろうか?どうやって「太陽系外のもの」を捕らえたのだろうか?どんな物質でできているのだろうか?…興味は尽きない。


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