全ての物質はやがて蒸発する？ ブラックホール以外でもホーキング放射が起こる可能性
宇宙最速の光さえも抜け出せないと表現される「ブラックホール」は永遠に質量を失わないようにも思えますが、実際には「ホーキング放射」と呼ばれるプロセスを通じて徐々に質量を失っていくと言われています。 ラドバウド大学のMichael F. Wondrak氏らの研究チームは、ブラックホールの特別な性質である「事象の地平面」がなくともホーキング放射が起こることを理論的に示しました。この考えが正しい場合、ブラックホールだけでなく全ての天体がホーキング放射を通じて質量を失い、最後には蒸発する可能性があることになります。 【▲ 図1: ホーキング放射の概念図。真空では仮想的な粒子 (+νe) と反粒子 (-νe) のペアがあちこちで生まれてはすぐさま消滅する。しかし、事象の地平面付近 (青色と黒色の境界) で発生した粒子のペアは片方だけがブラックホールに吸い込まれることがある。残されたもう片方は飛び出して
「位相欠陥(トポロジカル星)」の画像化 黒くないブラックホールのような天体
「ブラックホール」は非常に知名度の高い天体ですが、その存在がカール・シュヴァルツシルトによって最初に予言されたのは1915年です (公表は1916年) 。アルベルト・アインシュタインが一般相対性理論を発表したわずか1か月後に、シュヴァルツシルトは一般相対性理論を解くことでブラックホールに当たる天体が出現することを数学的に証明しました（当時はまだ “Black Hole” という名称は与えられておらず、1964年に初めて使用されました）。 当初は実在が疑われたブラックホールですが、その後の天文学の発展により、ブラックホール以外では説明のつかない天体や天文現象が次々と発見されているため、今日では実在を疑う声はほとんどありません。しかし、ブラックホールは存在しないという考えは今も根強く存在します。その理由は「特異点」の存在です。 特異点はブラックホールの質量が詰まっている1点であり、大きさはゼロ
ビッグバンは「2回」あった？ 暗黒物質を生み出した「暗黒ビッグバン」が提唱される
【▲ 図1: 宇宙における普通の物質、暗黒物質、暗黒エネルギーの割合。暗黒物質は普通の物質の4倍以上も存在する（Credit: 彩恵りり）】この宇宙に銀河が存在している以上、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よりも低いはずです。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った銀河の質量から推定される重力では、恒星を引き留めるの不可能なほどの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 (可視光線) などの電磁波では観測することができず、重力を介し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、Dark matter)」の存在を示唆しています。暗黒物質は電磁波で観測できる普通の物質の4倍以上もの量があると算出されているにもかかわらず、その正体は現在でも不明です。 暗黒物質という名前は、この物質が光では観測することができない
若田光一さんたちがケネディ宇宙センターに到着 日本時間10月6日1時打ち上げ予定
【▲ ケネディ宇宙センターで打ち上げ準備を進めるCrew-5の宇宙飛行士。左から：ジョシュ・カサダ飛行士、ニコール・マン飛行士、若田光一飛行士、アンナ・キキナ飛行士。現地時間2022年10月2日撮影（Credit: NASA/Joel Kowsky）】アメリカ東部夏時間10月1日、有人宇宙飛行ミッション「Crew-5」で国際宇宙ステーション（ISS）に向かう宇宙航空研究開発機構（JAXA）の若田光一宇宙飛行士ら4名が、米国フロリダ州のケネディ宇宙センターに到着しました。4名が搭乗するスペースXの有人宇宙船クルードラゴン「エンデュランス」は、日本時間2022年10月6日1時ちょうど（東部夏時間10月5日正午）にケネディ宇宙センター39A射点から打ち上げられる予定です。 Crew-5では若田飛行士をはじめ、アメリカ航空宇宙局（NASA）のニコール・マン（Nicole Mann）宇宙飛行士とジョ
ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が早くも約135億年前の天体を観測！
この宇宙では、光の速さはあらゆる速度の上限です。私たちが観ている天体の光もこの制限を受けるため、今この瞬間観ている天体の姿は、実際には光の進んだ時間の分だけ昔を観ている事になります。このため、宇宙のより遠くを見るという行為は、より古い時代を観ている事と同等であり、それだけ宇宙誕生の瞬間に近づけます。 では最も遠い天体、つまり最も古い時代に存在した天体は何でしょうか。 【▲ 図1: 遠くにある天体は、宇宙の膨張と共に遠ざかるため、光の波長が引き延ばされるドップラー効果が発生します。色は赤色に近づくため、これを赤方偏移と呼びます。（Credit: IMAGE: NASA, ESA, CSA, Andi James (STScI)）】本題に入る前に、そもそも遠方の天体の距離の測り方について少し説明します。 皆さんは救急車やパトカーのサイレンが、近づいている時には音が高くなり、遠ざかると音が低くな
宇宙望遠鏡「ジェイムズ・ウェッブ」科学観測で取得された画像の1つが公開された！
【▲ ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が撮影した銀河団「SMACS 0723-73」（Credit: NASA, ESA, CSA, STScI）】こちらは南天の「とびうお座」の方向約42億4000万光年先にある銀河団「SMACS 0723-73」です。6種類のフィルターを介して取得された赤外線画像に、赤・オレンジ・緑・青の4色を擬似的に割り当てることで作成されています。 無数の星々やガスなどの集合体である銀河が数百～数千も集まっている銀河団は、その途方もない質量によって時空間を歪め、地球から見て銀河団の奥にある天体から発せられた光の進行方向を変化させる「重力レンズ」効果をもたらします。この画像にも、重力レンズ効果によって細長く引き伸ばされたり歪められたりした銀河の像が数多く捉えられています。 この画像は、アメリカ航空宇宙局（NASA）・欧州宇宙機関（ESA）・カナダ宇宙庁（CSA）の新型宇
1万年に1度の好機？ 太陽系外縁天体「セドナ」に向けて探査機を打ち上げるなら2029年が最適か
【▲ 2004年に公開された太陽系外縁天体「セドナ」（左）の想像図。遥か彼方で輝く太陽（右）も描かれている（Credit: NASA/JPL-Caltech）】ロシア宇宙科学研究所のVladislav Zubkoさんを筆頭とする研究グループは、無人探査機による太陽系外縁天体「セドナ」（90377 Sedna）の接近探査に関する研究成果を発表しました。セドナは太陽から最も遠ざかる時は約1000天文単位（※）、最も近付く時でさえ約76天文単位も離れているとされる、地球から遠く離れた天体です。研究グループによると、そんなセドナへ探査機を送り込むのに条件の良いタイミングが、今から7年後の2029年に訪れるのだといいます。 ※…1天文単位（au）＝約1億5000万km、地球から太陽までの平均距離に由来 ■セドナ接近探査、最良条件下の打ち上げタイミングは2029年太陽系外縁天体とは、太陽系の天体のうち
打ち上げ成功！ 新型望遠鏡「ジェイムズ・ウェッブ」ついに宇宙へ
【▲ギアナ宇宙センターから飛び立つ「アリアン5」ロケット（Credit: ESA/CNES/Arianespace）】この一報をお伝えすることができて本当に嬉しく思います。日本時間2021年12月25日夜、宇宙望遠鏡「ジェイムズ・ウェッブ」がクールー（フランス領ギアナ）のギアナ宇宙センターから打ち上げられました。期待の新型宇宙望遠鏡を搭載した欧州の「アリアン5」ロケットは順調に飛行。発射台を飛び立ってから約27分後にウェッブ宇宙望遠鏡は分離され、打ち上げは成功しました。 当初の計画からは14年遅れ、2021年に入ってからも技術的な問題や悪天候などの理由で何度か延期されたウェッブ宇宙望遠鏡の打ち上げは、偶然にもクリスマスに重なりました。ウェッブ宇宙望遠鏡を搭載したアリアン5は直近の予定通り日本時間12月25日21時20分に発射台から離床し、熱帯の曇り空へと消えていきました。 【▲アリアン5か
天の川銀河中心方向で輝く18万の星々、ダークエネルギーカメラが撮影
【▲ 天の川銀河の中心方向（0.5×0.25度）にある18万個以上の星々（Credit: CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA/STScI, W. Clarkson (UM-Dearborn), C. Johnson (STScI), and M. Rich (UCLA)）】こちらは「いて座」にある天の川銀河の中心方向を捉えた画像です。言い換えれば、夜空にかかる天の川の一部を拡大したもの。視野全体をびっしりと埋め尽くす数え切れないほどの星々に圧倒されます。天の川銀河の中心部分には数多くの星が集まったバルジ（銀河バルジ）と呼ばれる膨らみがあり、その周りを渦巻腕が取り巻いています。ここにはバルジのごく一部（0.5×0.25度の範囲）しか捉えられていませんが、それでも画像に含まれる星の数は18万を上回るといいます。 次の画像はさらに広い範囲（約4×2度、長辺の幅は満月約8個分）を示
科学者を魅了し続ける古くて新しい「三体問題」 その解法の鍵とは？
【▲ ２つのブラックホールの衝突によって生じる重力波のイメージ画像。この現象はアインシュタインの一般相対性理論によって説明され、現代的な「三体問題」の一例でもあります（Credit: NASA Goddard）】17世紀の終わり頃、ニュートン（Isaac Newton、1642-1727）は「万有引力の法則」を発見し、太陽の周りの惑星の動きを説明することに成功しました。これは現在「ケプラーの法則」として知られています。 ニュートンはさらに、地球の衛星である月の動きを説明しようとしました。しかし、地球と太陽の両方が月の動きを決定しています。地球と太陽だけであれば２つの物体の関係（「万有引力の法則」に帰着する「二体問題」）になりますが、月が加わると３つの物体の非常に複雑な動きを予測することになり、数学的な解法も難しくなることが知られています。これが「三体問題」です。 こちらの動画では「2つの物
宇宙の始まりの出来事「ビッグバン」とは？ 理論や命名についても解説
現在の宇宙論では、宇宙は138億年前に超高温・超高圧の火の玉が爆発することで始まったと考えられています。この大爆発のことを「ビッグバン（Big Bang）」と呼んでいます。宇宙は超高温・超高圧の状態から始まり、現在も膨張を続けているのです。 本特集では、宇宙の始まりの出来事「ビッグバン」をわかりやすく解説していきます。 ※「ビッグバン」の事を「ビックバン（Bic Bang）」と表現されているサイトもありますが、天文現象を表す場合は「ビッグバン」が正しい表記です。 静的な宇宙【▲ 宇宙進化のタイムライン （Credit: NASA）】20世紀初めまでは宇宙には始まりも終わりもなく永遠不変のものだと考えられていました。 万有引力を発見したニュートンは、『宇宙が有限の大きさで有限個の星があるなら、星同士の重力でいつか収縮してしまうだろう』と指摘しています。しかし、宇宙空間が無限で無限個の星が一様
冥王星を離れゆく探査機「ニュー・ホライズンズ」が見た氷の地平線
探査機「ニュー・ホライズンズ」が撮影した冥王星の地平線（Credit: NASA/JHUAPL/SwRI）今まさに目の前に冥王星の景色が広がっているかのようです。 2015年7月14日、NASAの探査機「ニュー・ホライズンズ」は2006年の打ち上げから9年の時を経て、地球からおよそ48億キロメートル離れた冥王星に最接近しました。ニュー・ホライズンズは地球の人工衛星のように冥王星を周回することはせず、近くを通り過ぎていく軌道をとっています。この画像はその最接近から15分後、冥王星から約18,000キロメートル離れたところでニュー・ホライズンズが後ろを振り返って冥王星を撮影したときのものです。 振り返った冥王星のはるか先には太陽があり、冥王星の夕暮れ時のような画像になっています。右側には平らな部分が大きく広がっており「スプートニク平原」と呼ばれています。反対に左側は山々が連なり、手前が「ノルゲ
「宇宙の色は何色？」そんな疑問に対する一つの回答
活発に星を形成している渦巻銀河「NGC 1792」。青い領域は若く高温の星が豊富であることを示している（Credit: ESA/Hubble & NASA, J. Lee）みなさんは「宇宙の色」は何色だろうかと考えてみたことはあるでしょうか。真っ暗な背景に星が散りばめられた夜空からは黒が思い浮かぶかもしれませんが、もしもさまざまな色の光を放つ星々の輝きで空が埋め尽くされたとしたら、それは何色に見えるのでしょうか。 そんな疑問に対する一つの回答は「ベージュ」。ウェブカラー（ウェブサイトで用いられるカラーコード）での表記は「#FFF8E7」で、研究者が開催した命名コンテストの結果「Cosmic Latte」（コズミックラテ、宇宙のラテ）と名付けられています。 2dF銀河赤方偏移サーベイの観測データから算出された銀河の平均色「Cosmic Latte」（Color Credit: Karl Gl
土星に近づく大迫力の動画。CGじゃなくカッシーニが見た本物の映像
（In Saturn’s Rings公開のオリジナル動画：https://youtu.be/UgxWkOXcdZU） もし宇宙船に乗って土星に近づくことができたらどのように見えるのでしょうか？ 土星探査機カッシーニは2004年に土星に到着するまでの間に数千枚、土星軌道に入ってからは10万枚以上の画像を撮影しました。それらのうち初期の画像の一部をもとに、映画でもよく見かける「IMAX」形式（IMAX社が開発した規格）で作られた動画が公開されています。作成したのは「In Saturn’s Rings」というプロジェクトです。 動画では土星だけではなく土星の衛星である「タイタン」、大きなクレーター（ハーシェル・クレーター）を持つ「ミマス」、そして厚い氷に覆われ、間欠泉がある「エンケラドス」も順に見ることができます。また、中盤ではカッシーニが土星の環の近くを横切るように移動していき、土星の環が非常
宇宙の膨張速度は時代だけでなく方向によっても異なる可能性
およそ138億年前のビッグバンによって誕生したこの宇宙は、今も膨張を続けていると考えられています。膨張する速度は加速していて時代ごとに異なるとみられていますが、同じ時代であれば宇宙のどこでも一定だとされてきました。今回、最近の宇宙においては観測する方向によっても膨張速度が異なっている可能性を示した研究成果が発表されています。 ■不均一な暗黒エネルギーの影響で膨張速度が異なっている可能性今回の研究によって示された、方向ごとに異なる宇宙の膨張速度（ハッブル定数）を示した全天マップ。地球から見た方向によって、膨張速度が速いところ（黄、オレンジ）と遅いところ（紫、黒）がある（Credit: K. Migkas et al. 2020）全天から観測される宇宙マイクロ波背景放射（CMB）はビッグバンの名残とされています。その観測結果から、宇宙はどの方向にも同じ速度で膨張を開始し、加速している膨張速度も
シャオミ、宇宙から地球を１億画素で撮影。新スマホのPVでカメラ性能をアピール
中国シャオミは、5G対応スマートフォン「Mi 10 Pro」のプロモーションビデオをYouTubeチャンネルおよびTwitterにて公開しました。 このプロモーションビデオには、108MP（1億800万画素）のカメラを搭載したMi 10 Pro 5Gと同等のモジュールを搭載した人工衛星「Xiaoxiang 1-08（潇湘一号08）」から地球を撮影した画像が含まれています。Xiaoxiang 1-08は、中国の宇宙ベンチャー「Spacety（天儀研究院）」が開発した地球観測衛星。2019年11月3日に中国山西省にある太原衛星発射センターより「長征4B」ロケットにて打ち上げられた4つの人工衛星の内の1つです。 1分27秒のプロモーションビデオでは、撮影画像をズームしても非常に鮮明であることがわかる内容となっており、4シーンで8秒間程度にまとめられています。スマホのカメラ性能でここまでしっかり捉
地上からの撮影なのにハッブル並みに鮮明。「補償光学」を用いた海王星画像
■地上の望遠鏡による観測を支える強力なツール「補償光学」【▲ ヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡（VLT）によって撮影された海王星（Credit: ESO/P. Weilbacher (AIP)）】冥王星の準惑星への分類変更により、2006年から太陽系最外縁の惑星となった海王星。これまでに訪れたことがあるのは1989年8月に接近観測を行ったNASAの無人探査機「ボイジャー2号」が唯一で、今のところは地上や宇宙の望遠鏡から観測することしかできません。 地球のおよそ4倍の直径があるとはいえ、太陽から30天文単位（太陽から地球までの距離の30倍）も離れたところを周回する海王星を詳細に観測するには、高度な技術が必要です。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）」では、地球の大気によるゆらぎの影響を打ち消す「補償光学（Adaptive Optics）」と呼ばれる技
あなたは疲れていますか？「X線ファイル」の天体画像で癒されよう
NASAのX線観測衛星「チャンドラ」が撮影したX線画像と、宇宙望遠鏡の代名詞ともいえる「ハッブル」宇宙望遠鏡が撮影した可視光線画像。この2つのデータを組み合わせた6つの天体の画像がNASAから公開されました。Judy Schmidt氏によって作成された一連の画像は「X線ファイル（the “X-ray Files”）」という、どこか聞き覚えのある呼び名とともに紹介されています。 6つの天体はいずれも地球からおよそ17万光年離れた大マゼラン雲に存在しています。なお、チャンドラのX線画像はいずれも擬似的に着色されたもので、実際にこのような色で見えるわけではありません。 ■超新星残骸「N103B」超新星残骸「N103B」N103Bは、連星で生じるIa型超新星の超新星残骸です。ペアを組んでいた恒星からガスを奪って超新星爆発を引き起こした白色矮星は、この爆発で吹き飛んでしまったと考えられています。 左
約10分間の宇宙旅行をノーカット動画でどうぞ。ブルー・オリジンがテスト飛行実施
2017年12月12日（現地時間）に宇宙開発企業のブルー・オリジンが実施した、民間宇宙旅行を見据えた「ニュー・シェパード」ロケットのテスト打ち上げ。その宇宙船には大型の窓と内部カメラが設置されており、まさに遠くない将来私達が体験するであろう宇宙空間への弾道飛行が10分ほど体験できます。 今回打ち上げられたニュー・シェパードはブースターも宇宙船も新造されており、宇宙船カプセル「Crew Capsule 2.0」には0.7×1.1メートルの大型の窓が設置されています。これは2018年から始まる商業打ち上げの宇宙船と同じ仕様になっており、乗員は中から美しい宇宙空間を眺めることができます。 さらに、宇宙船の内部にはマネキン人形の「マネキン・スカイウォーカー」が搭乗。地上に降り立ったマネキン・スカイウォーカーの様子を見るに、特に打ち上げ時や着陸時のダメージは負っていない模様。日本でも12月15日に「
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