| 重力波
アインシュタインの一般相対性理論によれば、質量をもった物体が存在すると、それだけで時空にゆがみができます。さらにその物体が運動をすると、 この時空のゆがみが光速で伝わっていきます。これが重力波です。重力波はすべてを貫通し、減衰しないと考えられています。東京大学宇宙線研究所の重力波研究グループでは、「重力波」の直接検出を行い、それを将来の「重力波による天体観測」の創生につなげていきたいと考えています。 
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| 重力波
アインシュタインの一般相対性理論によれば、質量をもった物体が存在すると、それだけで時空にゆがみができます。さらにその物体が運動をすると、 この時空のゆがみが光速で伝わっていきます。これが重力波です。重力波はすべてを貫通し、減衰しないと考えられています。東京大学宇宙線研究所の重力波研究グループでは、「重力波」の直接検出を行い、それを将来の「重力波による天体観測」の創生につなげていきたいと考えています。
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| ニュートリノ
太陽の核融合、超新星爆発などの天文現象によって出てくる中性微子で、光速に近い速度で空間を飛び、ほとんどの物質と反応しないので、検出がむつかしい。 岐阜県の神岡鉱山の跡の洞窟に大量の水を置き、水分子とぶつかって光を発するのをとらえて検出している。 人間の身体を一秒間に数百兆個も通過していますが。一生に一度ぐらいは体にぶつかっているようですが、まったく気が付いていません。  |
| 南極の氷でニュートリノの検出実験
大量の水でニュートリノを検出しているのですが、南極の氷の塊１ｋｍを利用して検出しようとする実験が行われています。氷の中に埋め込んだ大量の光検出器でニュートリノと氷との衝突で出てきた光をクアッチします。 この水の量としてはスーパーカミオカンデの１万倍ですので、これからが楽しみです。ＩｃｅＣｕｂととよばれて売ます。 衛星  |
| 宇宙線が空気と衝突
宇宙線は、宇宙空間を飛び交う高エネルギーの放射線のこと。主な成分は陽子であり、リチウム、ベリリウム、ホウ素、鉄などの原子核が含まれている。地球にも常時飛来している。 地球大気内に高エネルギーの宇宙線が入射した場合、空気シャワー現象が生じ、多くの二次粒子が発生する。寿命の短いものはすぐに崩壊するが、安定な粒子は地上で観測される。このとき、大気中に入射する宇宙線を一次宇宙線、そこから発生した粒子を二次宇宙線と呼ぶ。一次宇宙線の大部分は陽子をはじめとする荷電粒子である。それに対して、二次宇宙線は地上高度では大半がμ粒子（ミューオン）である。 １平方ｃｍあたり、１秒間に１個程度です。 画像 宇宙線  |
| 体内でニュートリノが発生
人間の体には質量で０．０１ｇほどのカリウム４０という放射性元素ががあります。カリウム４０はカルシウム４０やアルゴン４０に変化し、この時にニュートリノを出します。０．０１ｇですから原子核の数としては１０＾２０（１０の２０乗 漢字では一垓）もあり、毎秒３０００個のニュートリノを発生させています。  |
| 太陽ニュートリノ
太陽の中心部では水素が核融合してヘリウムに変わっています。この時、大量の熱、光や電磁波、ニュートリノなどが出てきます。ニュートリノは何も反応しませんので、すぐに太陽から飛び出して一部は地球に届きます。光などは太陽の物質とぶつかってジグザグしており、太陽表面にでてくるのに１０万年ほどかかっています。われわれが見ている太陽光は１０万年前にできたものです。 スーパーカミオカンデではニュートリノの方向も検出できますので、太陽から来たニュートリノで太陽を見ることができます。 画像 ニュートリノで見た太陽  |
| 重力崩壊型超新星爆発の前兆のニュウトリ
太陽のような恒星はニュートリノを出していますが、あまりにも遠いために微弱になり、検出できません。太陽よりはりかに大きい恒星が核反応をやめてしまったら、物質の重さで、中心にむかってつぶれていきます。中心部に物質が猛烈に集まると猛烈な熱を発生して爆発を起こします。 爆発の一週間ほど前からニュートリノが大量に出てきます。これを前兆ニュートリノとよびます。これを検出して、超新星爆発の観測ができます。 画像 明るさが急に暗くなったペテルギウス  |
| ダークハロー
アメリカ、ラトガース大学の研究チームは、1300万光年離れた36個の矮小銀河で星の形成率が同期していたとの研究結果を発表しました。 36個の矮小銀河における恒星の形成率は、60億年前から同時に減少し、30億年前から同時に増加に転じました。標準的な銀河の形成に関する理論では100万光年以上離れた銀河で星形成率の同期は発生しないはずです。 これは、現在の標準理論に対する反証であり、宇宙の理解を深める可能性のある予期しない発見です。 画像 ダークハロー  |
| ダークハロー2
宇宙初期のダークマターの密度揺らぎをきっかけとして、ダークハローが形成されます。ダークハローとはダークマターが重力によって集積したものです。ダークハローは合体を繰り返しながら成長していきます。その後、水素ガスがダークマターの重力に引き寄せられて星が形成されたと考えられています。したがって、ダークハローは銀河の母体ということができます。 ダークハローの広がりは観測される銀河のサイズの約10倍程度であることが分かっています。天の川銀河の場合、直径約10万光年なので、ダークハローの広がりは約100万光年です。 画像 ダークハロー  |
| 銀河団同士の衝突現場
NASAは２０２１年7月15日、オランダのライデン大学のアンドレア・ボッテオンさん率いる研究チームが、NASAのチャンドラX線観測衛星などの観測データを使って、銀河団同士の衝突によって何が起こるのかを詳しく調べたと発表しました。 「Abell 1775」は地球から約9億6000万光年離れたところにある銀河団です。銀河団は、重力的に集まっているものとしてはこの宇宙で最大のもので、数百から数千の銀河が含まれています。 画像 重力的な集まりとしては宇宙最大の構造、銀河団同士が衝突している現場  |
| 摂氏4億度の超高温！ 多波長観測で明らかになった銀河団の超高温ガスの分布
広島大学の岡部信広氏らの研究グループは、「くじら座」の方向およそ40億光年先にある銀河団「HSC J023336-053022（XLSSC 105）」を観測した結果、銀河団の衝突によって銀河団のガスが摂氏4億度という超高温に加熱されている様子が明らかになったとする研究成果を発表しました。 数百〜数千の銀河を含む銀河団には、高温の銀河団ガスやダークマター（暗黒物質）が存在しています。発表によると、銀河団ガスは銀河団どうしの大規模な衝突によって摂氏数億度もの超高温ガスになることが理論上予想されていたものの、そのような超高温のガスを実際に観測することは最先端のX線望遠鏡でも困難だったといいます。 画像 銀河団「HSC J023336-053022」の多波長での観測結果を示した画像。青色：ダークマターの分布、緑色：X線による高温ガスの分布、赤色：電波による高温・高圧なガスの分布を示す。背景はすばる望遠鏡が撮影した画像 br>  |
| 銀河団の重力が歪めた100億光年彼方の銀河の像
「くじら座」の方向およそ40億光年先にある銀河団「MACS J0138.0-2155」を捉えた画像です。銀河団とは数百から数千もの銀河が集まっている天体のこと。銀河は1つでも数百億から数千億もの星々が集まっていますから、それが何百、何千と集まる銀河団は途方もない質量を持つことになります。 そんな銀河団の質量がもたらしたある現象が、この画像には明確に映し出されています。画像の中央付近には2つの弧状の天体が見えていますが、これは別々の天体ではなく、どちらも同じ天体から発せられた光が描き出した像です。その正体は、MACS J0138.0-2155よりもさらに遠く、地球からおよそ100億光年先にある銀河「MRG-M0138」です。 画像 銀河団「MACS J0138.0-2155」による重力レンズ効果を受けた銀河  |
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| ダークマター
ダークマター（暗黒物質）は暗黒ではなく、透明な物質です。気体の存在のようで、液体や固体をつくることはなさそうです。物質と反応しないので、物質を通り抜けてしまいます。我々の体も 一分間に１個のペースで通過しています。痛くも痒くもありません。重力のみに反応するので、重い天体―例えばブラックホールからは出られないでしょう。地球の中にあるのかどうかですが、地球の形成は小さな惑星の欠片がぶつかり合って大きくなってきましたから、固体にならないダークマターは飛び出してしまっているでしょう。ただ、地球の中心部に取り込まれたものがありかもしれません。 画像 ダークマター  |
| 宇宙のエネルギーと物質
晴れ上がりまでの宇宙では、水素原子の原子核である陽子に電子が飛びかっていて水素原子になったり、そこへ別の陽子が衝突して、陽子と電子に分かれたりするプラズマ状態てしたが、宇宙の温度が３０００度以下になると、電離状態を脱し、水素原子やヘリウム原子（陽子２個と中性子２個）ができきました。宇宙が透明になってきたので、宇宙の晴れ上がり、とよばれています。 宇宙の物質（＝エネルギー）の５％が星などの物質で、２５％がダークマター、７０％がダークエネルギーです。５％の物質の０．３％が星、０．１％がニュートリノ、４．６％は星の間のガスです。星間ガスの７０％が水素、３０％がヘリウムです。1立方センチメートルあたり水素原子が数個程と希薄です。 画像 星間ガス  |
| 宇宙のエネルギー比
ビッグバン膨張は減速膨張でしたが、今から６０億年前から加速膨張に転じました。この加速膨張は宇宙に一定の密度で存在するダークエネルギーが宇宙の膨張によって増加し、膨張を減速をさせていた物質による引力ｴﾈﾙｷﾞーの密度を上回ったことによります。 現在のダークエネルギーはインフレーション時のダークエネルギーの密度の１００桁ほど小さいのでうが、塵も積もれば山となる現象です。 画像 エネルギー比率  |
| 宇宙の量子ゆらぎ
宇宙のインフレーションが終わった後も、宇宙はゆるやかな膨張が続いていました。おだやかな減速膨張で、ビッグバン膨張と言います。インフレーションは自動車で言えば、アクセルを踏み込んだ状態ですが、それ以降の膨張はブレーキをかけながらの走行と言えます。 インフレーション時の量子ゆらぎ（温度のさざ波）が種となった物質の偏りが星々を作ることになりました。ビッグバンから５．５億年後のことです。 画像 宇宙の量子ゆらぎ  |
| 宇宙の暗黒時代
宇宙で晴れ上がりから最初の星ができるまでの期間をダークエイジ＝暗黒時代＝と言います。この時代は宇宙空間に天体がありませんので何も見ることはできません。背景放射、電子、原子などは存在していますが、これらは見えません。星々が誕生し、銀河が形成され、我々の太陽系のようなものが沢山出来てきました。にぎやかな宇宙になってきました。 画像 暗黒時代  |
| 重力波
物体があると、空間が歪みます。サッカーのゴールにボールが蹴りこまれるとネットが揺れます。これと同じように宇宙空間を重量物が移動すると、空間が波を打ちます。 ブッラクホール同士がお互いを回りつつケルト、回転数の２倍の周波数の重力波がでます。重力波を最初に検知したのは、この波でした。 重力波が来ますと、空間が歪むので、距離が変化します。同じ長さの棒を十字に置いておき、長さの違いを検出して、重力波を確認します。 画像 重力波望遠星  |
| 最初の検出
重力波の存在はアインシュタインが１９１６年に一般相対性理論で予言した。この予言では重力波はあまりに弱いので検出できないどろうとしていました。検出は文明の進歩のおかげです。アマリカのワイス氏らは１９７９年、１辺４キロのパイプ２本をＬ字型に配置し、内部でレーザー光線を往復させて到達時間の違いを精密に調べることで、重力波による時空のゆがみを捉える検出装置を提案した。 装置は米西部ワシントン州と南部ルイジアナ州で２００２年から観測を開始。感度向上の改造を終えた直後の１５年９月、太陽の３６倍と２９倍の質量を持つブラックホール同士が合体した際に生じた重力波の直接観測に成功し、１６年２月に発表した。アインシュタインの予言の丁度１００年後のことでした。 画像 重力波の最初の検出  |
| 重力波の検出
アメリカの重力波望遠鏡LIGOで検出された重力波の波形 は、36太陽質量と29太陽質量の連星ブラックホールが互いを周回し、合体し、ひとつのブラックホールが作られた時に現れる重力波の波形とよく一致していた。これは事前にシムミレーションをしておいたものに合致したということである。 ブラックホール合体によって生み出された重力波は、時空のさざ波として地球に到達した。これによって、LIGOの長さ4キロメートルの腕は、陽子の大きさの1/1000だけ伸縮した。これは、太陽にもっとも近い恒星であるプロキシマ・ケンタウリまでの距離が髪の毛1本の太さ分伸縮したことに相当する。 画像 重力波のイメージ  |
| 重力波
重力波を検出しても、その波が検出装置の上から来たのか、下から来たのかはわかりません。重力波は光速で伝わりますのでの発生時の天体現象を別の手段で検出できれば、発生源がわかるかもしれません。 アメリカの重力波望遠鏡LIGOとVIRGOからの検出の知らせが届いてからおよそ10時間後、カリフォルニア大学サンタクルーズ校の博士研究員キルパトリック氏が観測した5つ目の銀河に、以前には存在しなかった輝く点があるのが発見された。氏のチームは、この発見を世界の天文台に向けて発信した。42分以内には、新たに5つのグループが同じ銀河を望遠鏡にとらえていた。 そこではかつて、2つの中性子星が長い間互いの周りをらせんを描きながら回っていた。何百万年という歳月の末、2つの星がついに衝突すると、そのあまりの激しさに時空がゆがみ、発生した重力波は光の速さで宇宙空間をさざ波のように広がって、やがて地球に到達した。 画像 重力波発生源  |
| ファーストスター
宇宙年齢がおよそ３億歳のころには最初の星が誕生したのだろうと 分かってきました。 下の図はその頃のガスの分布をあらわしています。 一辺がおよそ１０万光年という、宇宙全体からみればとても 小さな領域です。網目のような構造の 節にあたるところ（図で中央やや下の黄色い部分）では分子ガス雲 という、「星のゆりかご」がすでにできあがっています。 最初の星が誕生したとき、暗黒の宇宙に光が放たれます。 光りかがやく宇宙がはじまるのです。 最新の理論とコンピュータシミュレーションの成果によれば、 宇宙で最初の星たちは非常に大きく、太陽の40倍程度 だったと考えられています。 画像 ファーストスター  |
| ファーストスターが誕生し"宇宙の夜明け"が訪れた時期
ケンブリッジ大学は２０２１年6月24日、ケンブリッジ大学やユニバーシティ・カレッジ・ロンドン（UCL）などの研究チームが、ファーストスター（初代星）が誕生し宇宙の夜明けが訪れた時期を示したと発表しました。 研究チームによれば、ファーストスターが誕生し宇宙の夜明けが訪れたのは、宇宙が誕生してから2.5億年後から3.5億年後の間だと考えられるといいます。 宇宙は、138億年前に誕生しましたが、宇宙の晴れ上がりからファーストスターが誕生し宇宙の夜明けが訪れるまで、恒星などはなく、数億年に渡って、いわゆる「宇宙の暗黒時代」が続いたと考えられています。 画像 ファーストスターやファーストギャラクシーのイメージ画  |
| 単独の星としては最遠90億光年先の星を観測 東京大など国際チーム
90億光年離れた恒星の観測に成功したと東京大学、東北大学の研究者も参加する国際研究チームがこのほど、英科学誌「ネイチャー・アストロノミー」に発表した。銀河としては90億光年より遠い場所で見つかっているが、単独の星として見分けることができる星としては最も遠く、これまでの「約1億光年より手前」の記録を大きく上回った。同チームは、この星をギリシャ神話に登場する人物にちなんで「イカロス」と名付けた。 画像 ハッブル宇宙望遠鏡が捉えたイカロスの画像。左は銀河団(MACS J1149+2223)におけるイカロスの出現位置。右はイカロス付近のハッブル宇宙望遠鏡画像の拡大図。2011年(右上)には観測されていなかったイカロスが2016年(右下)の観測で出現していることがわかる。(提供: NASA/ESA/P. Kelly)  |
| 宇宙観測史上最古の銀河形成の痕跡
約135億年前に誕生した銀河形成の痕跡を見つけた、と東京大学や早稲田大学などの研究グループがこのほど発表した。約138億年前のビッグバンから約3億年後の宇宙最初期の銀河形成で、これまで宇宙観測史上最古とされた約133億年前の銀河より約2億年さかのぼる。距離で考えると人類がこれまでに捉えた最も遠い銀河となる。研究成果は11?13日まで熊本大学（熊本市）で開かれた日本天文学会で報告された。 宇宙で最初の銀河がどのように誕生したかは宇宙観測上の重要テーマで、最も古い銀河はビッグバンから1億?5億年後に形成されたと推定されている。 画像 宇宙誕生から約3億年後の約135億年前に形成されたとみられる銀河（左）の想像図と、その銀河が約7億年もの間に進化・老化して「老けた銀河」になった銀河の想像図（右）（国立天文台提供）  |
| ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡
主な>任務は、宇宙誕生ビッグバンの約2億年後以降に輝き始めたとされるファーストスタを初観測することである。ファーストスターからの光は赤方偏移により波長が引き延ばされ赤外線に変化すると考えられており、赤外線域で捜索・観測することによって、ファーストスターを発見することが期待されている。 反射鏡主鏡の口径は約6.5mに達する。これはハッブル宇宙望遠鏡（口径2.4m）の2.5倍で、面積は7倍以上にもなる。 あまりにも遠方にあるので、ロクットで飛んで行って修理や取り換えは出来ない。  |
| ハッブル宇宙望遠鏡 1990年4月24日に打ち上げられた、地上約600km上空の軌道上を周回する宇宙望遠鏡である。口径 2.4 m (7 ft 10 in) 修繕は人工衛星で飛んで行って行う。望遠鏡の照準に使用され姿勢制御や正確な位置天文観測にも使用されるファイン・ガイダンス・センサー（英語版）を備えている。これらの装備は、スペースシャトルでの整備によって交換が行われ、初期の装備はすべて交換されている。  |
| 赤方偏移 赤色偏移とも。遠方の星雲からくる光のスペクトル線の波長が長波長側（赤いほう）へずれる現象。星雲が地球から遠ざかる方向へ運動しているため，ドップラー効果によって生じると考えられ，偏移の大きさから運動速度を計算できる。  |
| ファーストスター
「ファーストスター」に現実味…１２９億光年離れた星観測、地球から１２９億光年離れた星を米航空宇宙局（ＮＡＳＡ）のハッブル宇宙望遠鏡で観測したと、千葉大などの国際研究チームが発表した。銀河ではない星単独の観測は、これまで９０億光年が最遠だった。  |
| 単独の星としては最遠90億光年先の星を観測 東京大など国際チーム
90億光年離れた恒星の観測に成功したと東京大学、東北大学の研究者も参加する国際研究チームがこのほど、英科学誌「ネイチャー・アストロノミー」に発表した。銀河としては90億光年より遠い場所で見つかっているが、単独の星として見分けることができる星としては最も遠く、これまでの「約1億光年より手前」の記録を大きく上回った。同チームは、この星をギリシャ神話に登場する人物にちなんで「イカロス」と名付けた。 画像 ハッブル宇宙望遠鏡が捉えたイカロスの画像。左は銀河団(MACS J1149+2223)におけるイカロスの出現位置。右はイカロス付近のハッブル宇宙望遠鏡画像の拡大図。2011年(右上)には観測されていなかったイカロスが2016年(右下)の観測で出現していることがわかる。(提供: NASA/ESA/P. Kelly)  |
| 宇宙観測史上最古の銀河形成の痕跡
約135億年前に誕生した銀河形成の痕跡を見つけた、と東京大学や早稲田大学などの研究グループがこのほど発表した。約138億年前のビッグバンから約3億年後の宇宙最初期の銀河形成で、これまで宇宙観測史上最古とされた約133億年前の銀河より約2億年さかのぼる。距離で考えると人類がこれまでに捉えた最も遠い銀河となる。研究成果は11?13日まで熊本大学（熊本市）で開かれた日本天文学会で報告された。 宇宙で最初の銀河がどのように誕生したかは宇宙観測上の重要テーマで、最も古い銀河はビッグバンから1億?5億年後に形成されたと推定されている。 画像 宇宙誕生から約3億年後の約135億年前に形成されたとみられる銀河（左）の想像図と、その銀河が約7億年もの間に進化・老化して「老けた銀河」になった銀河の想像図（右）（国立天文台提供）  |
| 超新星爆発 質量が太陽の何十倍もある大質量星はその一生の最後に大爆発をおこします。 恒星の寿命は質量の３乗に反比例するそうです。太陽の１０倍とすると、１０００万年で、超新星爆発を起こします。膨大なエネルギーを解放し、星の中でつくった重元素 をあたりに撤きちらします。「宇宙の重元素汚染」などともいいますが、 これが無ければ宇宙は単純な元素に満されているままで、 そこから太陽や地球、そして私たち自身も生れることはなかったのです。 図の中の赤いつぶつぶは、鉄や炭素、ケイ素を含んだ ガスです。これらが爆発により毎秒およそ１００キロメートル から１０００キロメートルの速さで吹き飛ばされています。 このような超新星爆発が宇宙のあちこちで起こり、 次の世代の星や惑星誕生に必要な材料を作り出したと考えられています。 画像 超新星爆発  |
太陽の8倍以上の質量を持つ重い星はその最後に大爆発を起こします。これを超新星爆発といいます。その後には中性子星やブラックホールなどが残されます。 画像 ハッブル宇宙望遠鏡によって撮影された超新星残骸「N63A」の画像。物凄いスピードで膨張している。 >  |
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| ブラックホールの周囲に咲く宇宙のバラ
ヨーロッパ南天天文台（ESO）のパラナル天文台にある「超大型望遠鏡（VLT：Very Large Telescope）」の分光器「MUSE」によって撮影された、南天の”ろ座”にある棒渦巻銀河「NGC 1097」の中心部分をクローズアップしたものです。 NGC 1097は、地球から約4500万光年先に位置しており、天文学者ウィリアム・ハーシェルによって1790年に発見されました。 画像 VLTのMUSE機器で撮影された棒渦巻銀河NGC 1097の中央領域 ※疑似カラー  |
| 失われし銀河が描く宇宙のS字
「おとめ座」の方向およそ5000万光年先にある棒渦巻銀河「NGC 4535」です。NGC 4535は地球から正面（真上もしくは真下）が見える位置関係にあり、画像には中央のバルジから棒状の構造を経てカーブしながら伸びていく渦巻腕が描き出した、見事なS字状の姿が捉えられています。 宇宙望遠鏡はこのような銀河の美しい姿を私たちに見せてくれますが、小さな望遠鏡を通して実際に見たNGC 4535はかすんでいて、欧州宇宙機関（ESA）はどこか幽霊のようだとも表現しています。 画像 棒渦巻銀河「NGC 4535  |
| 小さくても立派な銀河
「ろくぶんぎ座」の方向およそ450万光年先にある矮小不規則銀河「ろくぶんぎ座B（Sextans B）」です。無数に散りばめられた青白い星々の所々には、アクセントを添えるかのように赤い泡のような領域が点在しています。 不規則銀河とは、天の川銀河やアンドロメダ銀河（M31）のような整った構造を持たず、星々が無秩序に集まっているような銀河のこと。ろくぶんぎ座Bはそのなかでも軽く小さい矮小不規則銀河に分類されていますが、それでも銀河の総質量は太陽およそ2億個分と見積もられています。 画像 矮小不規則銀河「ろくぶんぎ座B」  |
| 暗黒帯を包み込む淡い輝き
「かみのけ座」の方向およそ1700万光年先にある渦巻銀河「NGC 4826」です。メシエカタログに「M64」として収録されているこの銀河は、1779年にイギリスの天文学者エドワード・ピゴットによって発見されました。 明るい中心核の周りで赤黒く渦巻く暗黒帯が印象的なNGC 4826は、その姿から「Black Eye Galaxy（黒眼銀河）」や「Evil Eye Galaxy（邪眼銀河）」とも呼ばれています。画像を拡大してみると、暗黒帯を背景に青色や赤色で輝く星々からの光が、美しい螺鈿（らでん）細工を思わせます。 画像 渦巻銀河「NGC 4826」  |
| 無数の銀河を背景に美しく輝く“ペルセウス座”の渦巻銀河
「ペルセウス座」の方向およそ3000万光年先にある渦巻銀河「NGC 1003」です。中心部分の明るく黄色っぽいバルジを取り巻く渦巻腕には高温の若い星が多く存在することを示す青い領域や星形成活動が盛んな赤いHII領域があちこちに存在しており、まるで色とりどりの花が咲き乱れる広大な花畑のようです。 画像 渦巻銀河「NGC 1003」  |
| 活発に星々を生み出している”はと座”のスターバースト銀河
「はと座」の方向およそ3600万光年先にある渦巻銀河「NGC 1792」です。青く渦巻く星々の中心にオレンジ色に輝く中心核が埋め込まれたような姿をしています。星の色は表面温度や年齢と関係があり、渦巻くNGC 1792の全体にみられる青色の領域は若くて高温の星が豊富であることを示しています。いっぽう中心付近のオレンジ色は、古くてより低温の星が存在することを意味します。 NGC 1792は大質量星の形成が活発なスターバースト銀河としても知られています。スターバースト銀河では天の川銀河と比べて10倍以上の速度で新たな星が生み出されることもあるといいます 。画像 渦巻銀河「NGC 1792」 星  |
| “うみへび座”のレンズ状銀河
「うみへび座」の方向およそ1億3000万光年先にあるレンズ状銀河「NGC 4993」です。レンズ状銀河は渦巻銀河と楕円銀河の中間にあたる形態の銀河で、渦巻銀河と同じように扁平な姿をしているものの、渦巻腕や棒状構造のような目立った構造はありません。画像のNGC 4993も、塵が集まったダストレーン（ダークレーン）や同心円状の淡いシェル構造はみられますが、渦巻腕は見当たりません。 画像 レンズ状銀河「NGC 4993」   |
| 人工知能が「星のゆりかご」の研究 星が次々と誕生することから「星のゆりかご」の異名をもつ巨大分子雲は物質の宝庫であり、それゆえにさまざまな物理現象を含んでいます。こうした多様な物理現象は空間的にも時間的にも異なる規模で絡み合っているため、巨大分子雲の全貌を理解するのはほぼ不可能でした。 研究グループは、巨大分子雲で起きている物理現象の「重なり」を理解するために機械学習を活用しました。ビッグデータを学習することで規則性を導き出す機械学習は多様な研究分野で活用されていて、天文学の分野でも「すばる望遠鏡」が観測した数多くの銀河から比較的近距離にある形成初期の銀河を絞り込む研究などで利用されています。 画像 巨大分子雲「オリオン座B」で検出された一酸化炭素の分布（疑似カラー）  |
| 天の川を思わせる銀河の横姿
「りゅう座」の方向およそ5000万光年先にある渦巻銀河「NGC 5907」です。NGC 5907は地球に対してほぼ真横を向けた、いわゆるエッジオン銀河のひとつ。画像の横幅いっぱいに写るその姿は、私たちが住む銀河を内側から見た姿である天の川を思い起こさせます。 銀河を真横から見ているため、NGC 5907の中心部分にある明るいバルジはわずかに顔をのぞかせているのみで、渦巻銀河の特徴である渦巻腕も見ることはできません。 画像 渦巻銀河「NGC 5907」 衛星  |
| 124億年前の「渦巻銀河」
国立天文台などは２０２１年5月21日、観測史上最古、124億年前の渦巻構造を持つ銀河「BRI 1335-0417」が発見されたと発表しました。宇宙は今から138億年前に誕生しましたが、宇宙の誕生からわずか14億年後の宇宙に、しっかりとした渦巻構造を持つ銀河が発見されたことは、銀河の形はどのようにして決まるのか、渦巻銀河の渦巻構造はいつどのようにしてできたのか、などの天文学の古典的な謎を解く糸口になる可能性があるといいます 画像 観測史上最古、124億年前の 渦巻構造を持つ銀河「BRI 1335-0417」の画像。明るい中心部分の上下に伸びる腕が渦を巻くような構造をしていることが確認できます。  |
| 南天で輝くゆるやかに渦巻いた銀河、「NGC 1385」
南天の「ろ座」（炉座）の方向およそ6800万光年先にある棒渦巻銀河「NGC 1385」です。画像には中心部分の明るいバルジの周囲でゆるく巻き付く渦巻腕と、その上に覆いかぶさるように広がっている塵が豊富なダストレーン（ダークレーン）の様子が明瞭に捉えられています。 この画像は「ハッブル」宇宙望遠鏡の「広視野カメラ3（WFC3）」による観測データをもとに作成されました。 画像 棒渦巻銀河「NGC 1385」 衛星  |
| 相互作用で波打つ渦巻銀河
「くじら座」の方向およそ5500万光年先にある渦巻銀河「NGC 1055」です。直径は天の川銀河（直径約10万光年）と比べて15パーセントほど大きいとされています。画像に写るNGC 1055の姿は、ぼんやりと明るく輝く中心部分のバルジと、その手前を横切る塵が豊富で暗いダストレーン（ダークレーン）の対比が印象的です。 NGC 1055は地球からはほぼ真横から見える、いわゆるエッジオン銀河のひとつです。正面を向けたフェイスオン銀河とは違い、渦巻銀河の特徴である渦巻腕の様子を観測することできませんが、エッジオン銀河にも観測上の利点があります。 画像 渦巻銀河「NGC 1055」  |
| 銀河とダークマター
銀河の星々は銀河の中心を巡って回転しています。 惑星は太陽の周りを公転しています。 水星 ４７．３６ｋｍ／ｓ 金星 ３５．０２ｋｍ／ｓ 地球 ２９．７８ｋｍ／ｓ 火星 ２４．０８ｋｍ／ｓ 木星 １３．０６ｋｍ／ｓ 土星 ９．６５ｋｍ／ｓ 天王星 ６．８１ｋｍ／ｓ 海王星 ５．４４ｋｍ／ｓ 銀河の星々はどうでしょうか。銀河の周辺には銀河の重量の五倍のダークマターが取り巻いています。この銀河の星々はダークマターと一緒に皆同じ速度で回転しています。  |
| 銀河とダークマター
銀河団の衝突はこの宇宙には幾つかあります。 衝突しますと、物と反応しないダークマターはそれぞれ大きく左右に分かれて行ってしまいます。勿論、重力には反応しますので、ゆっくりと戻ってきて合体します。 銀河団近辺に存在するガスはお互いに反応しますので、星々より近いところで漂います。これは最初に統合します。 次に統合するのは星々です。画像では、中央の青いのがガス、その外側に赤く映っているのは星々です。三つの銀河団の衝突写真です。 ダークマターは見えませんが、星々の外側にあります。  |
| 「南の回転花火銀河」 画像 「南の回転花火銀河」こと渦巻銀河「M83」  |
| 力強い渦巻腕“かみのけ座”
NGC 4254は地球に正面を向けている、いわゆるフェイスオン銀河のひとつです。フェイスオン銀河には渦巻腕のように銀河の平面にそって広がる構造を観測しやすいという特徴があります。NGC 4254の場合、中心部分から外側へと渦巻きながら伸びている太く力強い渦巻腕や、HII領域の電離した水素が放つ赤い輝き、塵が豊富で可視光線が隠されやすいダークレーンあるいはダストレーン（黒っぽい煙のような部分）などの様子がよくわかります。
画像 グランドデザイン渦巻銀河「NGC 4254」星  |
| ペルセウス座銀河団の一角で輝く渦巻銀河とレンズ状銀河 「ペルセウス座」の一角を捉えたこちらの画像には、いくつかの銀河が写っています。よく目立つ2つの銀河のうち、右下に見える「UGC 2665」は渦巻銀河に分類されている銀河で、青い星々の輝きが連なる渦巻腕と、その腕に絡み合うように分布する塵が豊富なダストレーン（ダークレーン）がよく見えています。 いっぽう、画像の左上にあるのは「2MASX J03193743+4137580」というレンズ状銀河です。レンズ状銀河は渦巻銀河と楕円銀河の中間にあたる形態の銀河で、渦巻銀河と同じように扁平な姿をしているものの、楕円銀河と同じように目立った構造はみられません。 画像 渦巻銀河「UGC 2665」（右下）とレンズ状銀河「2MASX J03193743+4137580」（左上）  |
| 古い星でできた遺物のようなペルセウス座”のレンズ状銀河 「ペルセウス座」の方向で輝く幾つもの銀河を捉えたこちらの画像、中央に写っているのはおよそ2億2000万光年先にあるレンズ状銀河「NGC 1277」です。レンズ状銀河は渦巻銀河と楕円銀河の中間にあたる形態の銀河です。渦巻銀河と同じように扁平な姿をしているものの、渦巻腕や棒状構造のような目立った構造は見当たりません。  |
| 10億光年先の「踊るお化け」の正体 深宇宙探査は新たな発見と驚きに満ちている
約10億光年離れた深宇宙で手をつないで「踊るお化け」！ これはいったい何なのでしょうか？ その正体は、宇宙の奥深くにある銀河を取り囲んでいる奇妙な電子の雲なのです。ウ 「最初に“踊るお化け”を見たときは、それが何なのかわかりませんでした。何週間もかけて、約10億光年先の2つの“ホスト”銀河を見ていることがわかりました。その中心には２つの超巨大ブラックホールがあり、電子のジェットを噴出し、それが銀河間の風によってグロテスクな形に曲げられているのです」とウェスタン・シドニー大学とCSIROの主任研究者であるRay Norris教授は語っています。 画像 10億光年先の深宇宙で手をつないで「踊るお化け」（２つの銀河を取り囲んでいる奇妙な電子の雲） 衛星  |
| 宇宙膨張の発見
遠い銀河ほど地球から遠ざかる速度が速い、つまり宇宙は膨張しているというハッブルの発見は、銀河までの距離と、それらの銀河が遠ざかる速度をもとになされた。この、銀河までの距離と後退（遠ざかる）速度の比率が、「ハッブル定数」として現在知られているものだ しかしこれに先立つこと2年、ベルギーの司祭であり天文学者であったジョルジュ・ルメートルが、ハッブルと同じような結果を既に発表していた。スライファーが測定した赤方偏移（後退速度の指標となる）と、1926年にハッブルが発表した銀河までの距離とを組み合わせた成果である。だがこの発表は、無名の仏語誌「ブリュッセル科学会年報でのものだったため、ほとんど注目されることはなかった。  |
| 宇宙が膨張している 宇宙が膨張しているならば、昔は小さかったと言えます。一点にまで昔に遡ると宇宙の誕生の時をしることができます。１３８億年前に宇宙が誕生したとされています。 宇宙が誕生する以前は何があったのでしょうか。前世の宇宙が縮んで一点になり、それから再び宇宙が始まったと思われます。現在、１０回目ぐらいとする見解もあります。衛星  |
| 重力の微調整 重力がもう少し強い場合、恒星の中での核融合反応が激しくなり、恒星の周辺では光や熱が増加し、恒星の寿命が短くなります。惑星があっても、生命が知的になる時間があるかどうか。 逆に重力が弱い場会う、恒星の核融合にすく度がよわいので、恒星の寿命が長くなり、惑星の生命が一層知的に進化する時間があります。とんでもない知的生物が表れているかもしれません。 画像 重力の微調整  |
| ４つの力 自然界の力は４しゅりぃあります。重力（引力）、電磁気力（斥力と引力）、原子の中で働く核力（引力）、おなじく弱い力です。私たちの住むこの宇宙では引力と斥力がうまく釣り合って成り立っています。原子が安定して存在できているのは、核力と電磁気力が釣り合っているからです。仮に電磁気力が弱すぎると核力で陽子同士が引き合い、核融合反応をおこしてしまい。逆に電磁気力が強すぎると電子が原資に引き寄せられて、原子が不安定になります。 重力がもっと弱いと、恒星や惑星が形成されず、もちろん、生命も存在できない宇宙になってしまいます。 画像 ４つの力衛  |
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４つの力
相対的な強さ（重力＝１） 到達距離ｍ 力を伝える粒子 強い力 １０＊＊４０ １０＊＊―１５ グルーオン 電磁気力 １０＊＊３８ 無限 光子 弱い力 １０＊＊―１５ １０＊＊―１８ ウイークボゾン 重力 １ 無限 グラビトン 画像 ４つの力  |
