表面全体がマグマで覆われた惑星の候補「TOI-6713.01」を発見
ある天体の近くを別の天体が公転している場合、潮汐力によって内部が加熱されて地質活動が活発になることがあります。その一例が木星の衛星「イオ」です。イオはほぼ常に複数の火山が噴火しているほど地質活動が活発です。 カリフォルニア大学リバーサイド校のStephen R. Kane氏などの研究チームは、地球から約66光年離れた恒星「HD 104067」について、NASA（アメリカ航空宇宙局）が打ち上げた宇宙望遠鏡「TESS」による観測データを分析しました。その結果、これまで見逃されていた3個目の惑星の候補を発見しました。 今回見つかった惑星候補「TOI-6713.01」は、他の惑星からの潮汐力によって表面温度が最大約2400℃に加熱され、全体がマグマで覆われているかもしれません。近くで見れば、まるで『スター・ウォーズ』に登場する惑星「ムスタファー」のように見えるでしょう。それだけでなく、近い将来、T
銀河に向かって伸びる“神の手”？ ダークエネルギーカメラが撮影した暗黒星雲
こちらは南天の「とも座（艫座）」の方向約1300光年先の彗星状グロビュール「CG 4」（画像中央）とその周辺の様子です。分子雲から現れた手のようにも見えることから、CG 4は別名「God’s Hand（神の手）」とも呼ばれています。“神の手”はまるで1つの渦巻銀河に向かって伸ばされているように見えますが、「ESO 257-19」と呼ばれるこの銀河はたまたまこの位置に見えているだけで、CG 4よりもさらに1億光年以上離れたところにあります。 【▲ 彗星状グロビュール「CG 4」とその周辺（Credit: CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA; Image Processing: T.A. Rector (University of Alaska Anchorage/NSF’s NOIRLab), D. de Martin & M. Zamani (NSF’s NOIRLab)）
ダークマター粒子の正体、銀河形成...宇宙の未解決問題を一石二鳥に解決する革新的な検出器
「一石二鳥（two-for-one deal）」ということわざは宇宙に関する未解決問題においても望まれるようです。米国SLAC国立加速器研究所がダークマター（暗黒物質）の探索用に開発した粒子検出器が、2030年代に運用予定のX線プローブ（観測衛星）「Line Emission Mapper（LEM）」に搭載されることが決まりました。銀河周辺物質（CGM: Circumgalactic Medium）や銀河間物質（IGM: Intergalactic Medium）から放射されるX線を正確に計測することが目的だといいます。 【▲ LEMに搭載されるTESをベースにしたエネルギー検出器（Credit: Joshua Fuhrman/ Northwestern University）】 ■銀河形成にとって重要な役割を果たす熱いガス LEMはスミソニアン天体物理観測所、米国航空宇宙局（NASA）ゴ
2024年4月に北米で観測された皆既日食 NASAが画像公開
日本時間2024年4月9日未明、北アメリカでは皆既日食が観測されました。この地域では2017年8月以来およそ7年ぶりとなった今回の皆既日食、米国各地で撮影されたその様子をアメリカ航空宇宙局（NASA）が公開しています。 【▲ 米国テキサス州ダラスで現地時間2024年4月8日に撮影された皆既日食（Credit: NASA/Keegan Barber）】 こちらはテキサス州のダラスで撮影された皆既日食です。太陽を完全に覆い隠した月の周囲には、太陽の表面（光球）よりもはるかに高温の100万℃以上に加熱されていることで知られる太陽コロナが写っています。 【▲ 日本時間2024年4月9日（米国の現地時間2024年4月8日）の皆既日食で月の本影が落ちる範囲（中心食帯）を示した図（Credit: NASA's Scientific Visualization Studio）】 今回の皆既日食は日本時間2
「ボイジャー1号」のデータが読み取り不能になっている原因をNASAが特定 修復には楽観的
アメリカ航空宇宙局（NASA）が1977年に打ち上げた惑星探査機「ボイジャー1号（Voyager 1）」は、2023年11月から読み取り不能な状態のデータを送信するトラブルを抱えています。 このトラブルに関して、NASAは2024年4月4日付の公式ブログへの投稿で、問題が発生したコンピューターのメモリの一部が破損していることが原因だと断定したと公表しました。問題解決には数週間から数か月かかる可能性があるものの、NASAは壊れたメモリを経由せずにデータを読み出せる方法を見つけられると楽観的な見方を示しています。 【▲ 図1: 深宇宙を進むボイジャー1号のイメージ図 （Credit: Caltech & NASA-JPL） 】 ■運用開始から46年経過した「ボイジャー1号」 NASAの惑星探査機「ボイジャー1号」は、予定されていた木星と土星の探査を終えた後も、太陽系外縁部に関する貴重な科学観測
直径約13億光年の巨大構造物「ビッグ・リング」を発見 宇宙原理に反する構造か
私たちの宇宙について、広い目線で見れば天体や物質の分布が均質であるという「宇宙原理」が広く信じられています。しかし近年の観測では、宇宙原理に反すると思われる巨大構造物（宇宙の大規模構造）がいくつも見つかっています。 セントラル・ランカシャー大学のAlexia Lopez氏は、地球から約92億光年離れた位置（※）に、直径が約13億光年にも達する巨大構造物「ビッグ・リング（Big Ring）」を発見したと、アメリカ天文学会（AAS）の第243回会合の記者会見で発表しました。Lopez氏は2021年にも同様の巨大構造物である「ジャイアント・アーク（Giant Arc）」を発見していますが、両者は非常に近い位置と距離にあります。これは宇宙原理に疑問を呈する発見です。 ※…この記事における天体の距離は、光が進んだ宇宙空間が、宇宙の膨張によって引き延ばされたことを考慮した「共動距離」での値です。これに
「天王星」と「海王星」の “真の色” を確定 色から見る大気の詳細な情報
惑星の外観について、「天王星は空のような薄い青色」「海王星は海のような深い青色」というイメージが一般的と思われます。しかし、公開されている天体の画像は様々な事情で補正がかけられていることもあるため、実際に人間の目で見た状況を正確に反映しているとは限りません。 オックスフォード大学のPatrick Irwin氏などの研究チームは、独自開発した惑星の色モデルに「ハッブル宇宙望遠鏡（HST）」と「超大型望遠鏡（VLT）」の観測データを適用し、天王星と海王星の肉眼的に最も正確な“真の色” を確定しました。その結果、天王星と海王星の “真の色” は緑色を帯びた淡い青色であり、海王星のほうがわずかに青色が強いことを除けばほとんど区別できないほどそっくりであることがわかりました。 今回の研究は、長年の天王星と海王星のイメージを変えるだけに留まらず、天王星の極地と赤道の環境の違いといった、観測が難しい遠方
観測史上2番目に高エネルギーな宇宙線を観測 「アマテラス粒子」と命名
宇宙には高エネルギーな粒子である「宇宙線」が飛び交っていますが、その中でも非常に極端なエネルギーを持つものは「超高エネルギー宇宙線（UHECR; Ultra-High-Energy Cosmic Ray）」と呼ばれています。超高エネルギー宇宙線がどこで発生しているのかは明らかになっていません。 超高エネルギー宇宙線の観測を行う「テレスコープアレイ実験」の国際研究チームは、2垓4400京電子ボルト（244エクサ電子ボルト、39ジュール）(※1) という桁違いに高エネルギーな宇宙線の観測に成功したと発表しました。この宇宙線は、観測史上2番目に高エネルギーな宇宙線であることなどを理由として「アマテラス粒子（Amaterasu particle）」と名付けられました。陽子であると仮定した場合、アマテラス粒子の速度は光の速さの99.99999999999999999999926%に相当します。 ※1
ブラックホール「いて座A*」は理論上の最高に近い速度で自転していることが判明
ブラックホールの自転速度は、ブラックホール周辺の環境に影響する重要なパラメーターであると考えられています。このため、ブラックホールの自転速度を正確に算出することは重要です。 ペンシルベニア州立大学のRuth A. Daly氏などの研究チームは、天の川銀河中心部に存在する超大質量ブラックホール「いて座A*（いてざエースター）」のX線および電波の観測データを分析し、自転速度を表す回転パラメーターを0.90±0.06と算出しました。これはブラックホールの理論的な自転速度の上限にほぼ近い値です。 【▲ 図: いて座A*の画像（Credit: EHT Collaboration）】 ■ブラックホールの自転を表す「回転パラメーター」 地球をはじめ、様々な天体が自転という回転運動をしています。その回転速度は様々ですが、どの天体にも物理的な限界が存在します。地球などの惑星や太陽のような恒星の場合、回転速度
「修正ニュートン力学」は「プラネット・ナイン」を否定する？ 短距離での修正ニュートン力学の影響が初めて明らかに
正体不明の「暗黒物質（ダークマター）」を仮定せずに宇宙の重力の謎を説明できるとされる「修正ニュートン力学」は興味深い仮説ですが、あまり多くの支持を受けてはいません。特に、恒星や銀河程度のスケールと比べて距離が短い太陽系程度のスケールにおける修正ニュートン力学の効果は、これまでに説明されたことがありませんでした。 ハミルトン大学のKatherine Brown氏とケース・ウェスタン・リザーブ大学のHarsh Mathur氏の研究チームは、修正ニュートン力学の下で太陽系外縁天体の公転軌道のシミュレーションを行った結果、軌道に偏りが生じたことを明らかにしました。これは、短い距離における修正ニュートン力学の効果を示した初めての事例であるとともに、太陽系外縁部に未知の惑星があるとする「プラネット・ナイン」仮説を否定するものです。 ただし、結果の前提となるデータ量の限界から、この結果が偶然生じたもので
初期宇宙に存在したのは銀河ではなく「暗黒星」？ 初期宇宙の謎を解決する可能性も
天文学の進歩によって誕生から間もない頃の宇宙を観測できるようになると、従来の宇宙論との間には様々な矛盾があることが判明してきました。その1つは、観測されている初期の銀河が理論上の予想に反して発達しすぎているという問題です。テキサス大学オースティン校のKatherine Freese氏らの研究チームは、「ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡」で観測した初期の銀河の一部は「暗黒星（Dark Star）」と呼ばれる巨大な天体ではないかとする研究結果を発表しました。これが正しい場合、「発達しすぎた初期銀河」という存在そのものが幻だったことになり、矛盾が解消される可能性があります。 現在最も支持されている宇宙論では、宇宙が誕生した初期の段階では薄いガスしか存在していなかったと考えられています。そのガスが重力によって高密度に集まって恒星や銀河が形成されるまでには、数億年の時間がかかったはずです。 ところが、
宇宙の年齢は267億歳？ 早すぎる初期銀河の発達を説明できる新たな理論モデルを提唱
近年の初期宇宙の観測により、誕生から数億年後の宇宙にはすでに大規模な銀河や銀河団が存在していたことがわかってきたものの、銀河がそこまで進化するには時間が足りないという新たな問題が浮上しています。オタワ大学のRajendra Gupta氏は、これを解決するための「CCC+TLハイブリッドモデル（CCC + TL hybrid model）」を提唱しました。もしもこのモデルが正しければ、宇宙は今から約267億年前に誕生したということになります。 現在の宇宙は誕生から137億8700万年（±2000万年）が経過していると考えられています。この推定年齢は過去から現在に至る様々な観測を積み重ねた結果であり、その集大成は宇宙モデル「Λ（ラムダ）-CDMモデル」として確立されています。しかし、初期宇宙の観測が進むにつれて、当時の宇宙の様子と宇宙の推定年齢には大きな食い違いがあることも判明しています。 【
月の中心部に固体の「核」を発見 過去の大規模なマントル転倒の証拠も
地球唯一の自然衛星である「月」の内部構造は、惑星科学における長年の謎でした。20世紀前半までは、月の内部は地球のような層ごとに分かれた構造をしているのか、それとも火星の衛星フォボスやダイモスのように均質な構造をしているのかすらも不明だったのです。この謎に大きな進展があったのは、NASA（アメリカ航空宇宙局）の「アポロ計画」によって月面に地震計が設置されてからでした。 地震波の性質（速度、屈折角、減衰の度合いなど）は、通過する物質の性質（密度、温度、固体か液体かなど）によって変化することが知られており、地球の内部構造は地震波の観測を通して推定されています。月にも「月震」と呼ばれる地震活動があることが地震計の設置により判明したため、測定された地震波のデータを元に月の内部構造を推定することができます。これにより、月には地球と同じような層状の内部構造があるらしいことが明らかにされました。 ただし、
理論上存在しないはずの大きすぎる惑星「TOI-5205b」を発見
恒星は質量が小さいものほど、宇宙に多く存在します。軽い恒星は表面温度が低く、可視光線の赤色の光を多く出していることから「赤色矮星」と呼ばれています。赤色矮星は数そのものが多いので、赤色矮星を公転する太陽系外惑星も多く発見されています。しかし、赤色矮星を公転する太陽系外惑星は質量が小さい傾向にあり、特に木星に匹敵する「巨大ガス惑星」は発見されていませんでした。 赤色矮星で巨大ガス惑星が見つからないのは、恒星や惑星の形成過程と関連があるからだと考えられます。宇宙に存在する塵やガスは、重力によって互いに引き寄せられていき、高密度な部分に物質が集中していきます。最も物質が集中した場所では、やがて恒星が誕生します。そして、恒星が誕生する部分を中心として周囲の物質が集まり、回転する円盤を形成します。この円盤では局所的に物質が集中して、無数の微惑星が誕生します。微惑星同士は合体して惑星になると同時に、周
暗黒物質由来の「反ヘリウム3」は（もしあれば）観測可能なことが判明
（Credit: ORIGINS Cluster/S. Kwauka）銀河が銀河としてこの宇宙に存在する以上、その回転速度は重力で恒星を引き留められる限界の速度以下のはずです。ところが銀河の回転速度を実際に調べてみると、恒星の数をもとに見積もられた銀河の質量から推定される重力では、恒星を引き留めることが不可能なほど高速で回転していることがわかっています。この観測データは、光などの電磁波で観測ができず、重力を通じてのみ間接的に存在を知ることができる「暗黒物質（ダークマター）」の存在を示唆しています。その量は、電磁波で観測できる普通の物質の4倍以上もあることになります。暗黒物質の正体は現在でも不明です。 暗黒物質の正体の候補の1つとして、普通の物質とはほとんど相互作用しない未知の素粒子や、素粒子が結合した複合粒子の形態が提案されています。それらの直接観測は困難であるものの、そのような形態の暗黒
小惑星「1998 OR2」は衝撃暗化隕石の起源の1つ？ 隕石災害対策に影響も
【▲ 図1: 2013年に落下したチェリャビンスク隕石の断面。一見ひび割れのようにも見える細い暗黒色の線が衝撃暗化を示した岩石の部分である。 (Image Credit: University of Arizona) 】地球に落下した隕石の中には、黒い脈のような物質が縦横無尽に走っているものが少数存在します (コンドライト隕石 (※) の約2%) 。これは「衝撃暗化 (Shock-darkening)」と呼ばれていて、隕石に含まれる鉄ニッケル合金や硫化鉄が、衝撃に伴う高温で融解して細かい粒となり、隕石のケイ酸塩鉱物と混ざり合うことで生じます。衝撃暗化の原因は、隕石がまだ宇宙空間にある小惑星の一部だった頃に起きた、別の小惑星が衝突した時の衝撃だと考えられています。 ※…正確には、コンドリュールと呼ばれる球体を含む隕石をコンドライト隕石と呼びますが、今回の記事では「成分の大半が岩石質の隕石」と
宇宙望遠鏡が捉えた画像が呼び起こす「畏敬の念」 天体画像はなぜ着色されるのか？
【▲ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が捉えた「ステファンの五つ子」の詳細な姿。約1000枚の画像ファイルから作成されています（Credit: NASA, ESA, CSA, STScI）】いま、「ジェームズ・ウェッブ」宇宙望遠鏡によって捉えられた画像や、異世界のような深宇宙で起きている現象が、インターネットを通じて配信されています。ここでは、このような宇宙の画像や現象が私たちにどのようなインスピレーションを与えているのか、スタンフォード大学の宇宙論研究者、神経外科医、文化史家の3名の考察に耳を傾けてみましょう。 これまでに見たことのない宇宙の詳細や明らかになっていく現象を捉えた画像は、科学者であれ一般市民であれ、人々に「畏敬の念（awe）」を抱かせています。バラク・オバマ元大統領は、このような画像を「心を揺さぶる（mind-blowing）」と表現しています。 These new image
ブラックホールの“4本目の毛”？「渦度」を持つ可能性が示される
【▲ 楕円銀河「M87」の中心にある超大質量ブラックホールの画像。2019年4月公開（Credit: EHT Collaboration）】「ブラックホール」は宇宙で最も極端な天体だと言えますが、実は理論で取り扱うのが比較的優しい天体だと言えます。 太陽や地球のような “普通の星” は、物質の構成、質量、温度、形状、色などの様々な性質が組み合わさってできており、理論的に取り扱うことは困難です。一方でブラックホールは簡単です。ブラックホールの性質は質量、電荷、角運動量 (回転速度あるいは自転速度) のたった3つで、他の性質は全て失われています。これを “ブラックホールには毛が3本しかない” と喩え、ブラックホール無毛定理と呼びます。 このようにブラックホールは理論的には扱いやすい天体であり、M87の中心にあるブラックホールの直接撮影画像で実際に証明されたように、はるか遠くにあるブラックホール
355光年先の太陽系外惑星を直接撮像 ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡
アメリカ航空宇宙局（NASA）と欧州宇宙機関（ESA）は9月1日、「ジェイムズ・ウェッブ」宇宙望遠鏡によって直接撮像された太陽系外惑星の画像を公開しました。系外惑星の直接撮像はこれまでにも行われたことがありますが、ウェッブ宇宙望遠鏡による直接撮像は今回が初めてであり、系外惑星のさらなる観測に期待が寄せられています。 ■355光年先の若き巨大ガス惑星を直接撮像【▲ ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が4種類のフィルターを通して直接撮像した系外惑星「HIP 65426 b」の像（下段）と、地上の望遠鏡が撮影した恒星「HIP 65426」とその周辺（背景）（Credit: NASA/ESA/CSA, A Carter (UCSC), the ERS 1386 team, and A. Pagan (STScI).）】観測の対象となったのは「ケンタウルス座」の方向約355光年先にある恒星「HIP 65
金星大気の近紫外線吸収源は硫黄分子？生成過程をシミュレーションで解明
多くの性質が似ていることから、地球の兄弟星とも呼ばれる「金星」ですが、地球と金星には多くの違いも存在します。 ほとんどが二酸化炭素でできた分厚い大気により、金星の表面は400℃を超える気温と深海1000mにも匹敵する圧力に晒されています。この大気には、硫酸などの腐食性物質が満ちています。このように過酷で極端な環境は、太陽系では金星の他に存在せず、非常に興味深い研究対象の1つです。 【▲ 図1: 1974年のマリナー10号の観測データを再構築して生成した、高度約60kmの金星大気の疑似カラー画像。白っぽい部分は主に硫酸を含んでおり、紫外線をよく反射しています。一方で黄色から赤色の部分は近紫外線を吸収していますが、吸収している物質の正体はよくわかっていませんでした (Image Credit:NASA/JPL-Caltech) 】金星は地球の隣の惑星であり、その大気についてはかなり長い間研究が
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