星形成を終わらせたブラックホールの「げっぷ」

遠方の銀河の中心にある超第質量ブラックホールから、
光速の3分の1という途方もないスピードで、四方八方に噴出する「げっぷ」のような風。

「この風が、ブラックホール自身の成長を制限し、
さらに、その付近での星形成を終わらせている可能性がある。」
っという研究が発表されたんですねー

膨大な量の高温のガスの柱を噴出する 超大質量ブラックホール。 “NGC 1068”という銀河のX線画像と 光学画像を合成している。

この研究では、
ヨーロッパ宇宙機関のX線観測衛星“XMMニュートン”と、NASAのX線天文衛星“NuSTAR”を使って、
へび座の“PPD 456”というクエーサーから噴出する、高温のガスの「風」の地図を作っています。

クエーサーとは、地球からひじょうに遠いところにあり、極めて明るいので、全体が恒星のような点光源に見える天体のことです。

今回観測されたものは、クエーサーのなかでも地球から比較的近いもので、
20億光年ほどの距離にあります。



クエーサーを輝かせているのは、その中心にある巨大なブラックホールなんですが、
より正確に言うと、ブラックホールの周りにできる降着円盤という、
パンケーキのような形のガスの雲なんですねー

ブラックホールの周囲の物質は、
ここを猛スピード回転しながら重力場に落ち込んで行き、
数百万度という高温になって、強烈な光を発することになります。

私たちの天の川銀河を含め、すべての銀河の中心には、
恒星の数百万～数十億個分の超大質量ブラックホールがあります。

でも、すべての超大質量ブラックホールが、クエーサーを輝かせるわけではありません。

これまで、クエーサーから地球の方向に噴出してくるガスが観測されたことはあったのですが、
あらゆる方向に噴出していることを証明できたのは、今回が初めてになります。

降着円盤から出る強烈な光が、この風のエネルギー源になっているんですが、
ガスやチリが吹き飛ばされてしまうと、降着円盤を作る物質が不足し、
ブラックホールは新たな物質を飲み込めず成長ができないことに…

さらに風は、ブラックホールの周囲の星の成長も妨げています。

ガスの泡が広がっていく際に、
新たな恒星を生み出す巨大分子雲も吹き払ってしまうんですねー

クエーサー自身から燃料を奪い去り、
その付近での星形成を終息させる高温のガスの泡は、
“PPD 456”だけでなく、どのクエーサーでも生じているようです。

ただ、ほとんどのクエーサーは“PPD 456”に比べて、
地球から、はるかに遠い位置にあります。

なので、私たちが今見ている光は、宇宙がもっと若かった時代のものになります。

これが何を意味しているのかと言うと、
地球の近くにある多くの銀河も、若い頃はクエーサーとして激しく活動していたということです。

でも、今回の研究で明らかになったような過程を通じて、
大量のエネルギーを放出し、落ち着いた中年の銀河に成長していく…

“PPD 456”は、たまたま奥手だったことが、今回の発見につながったんでしょうね。

7万年前に太陽系と恒星が最接近、地球に危機が訪れていた!?

今から7万年前、
ちょうと人類が、アフリカからの移動を始めようとしていて、
ネアンデルタール人も絶滅していない時代のこと…

太陽系の内側に、ある星が飛来していたんですねー

今から7万年前に太陽系を通過する 太陽の0.08倍の重さの暗い赤色矮星“ショルツ星”と、 伴星の褐色矮星（手前）。（イメージ図）

地球から1光年の距離をかすめ去ったその星は、
史上最も接近した、恒星と地球のニアミス事故と言えます。

その星はショルツ星と呼ばれ、
赤色矮星なので、普通は薄暗くて肉眼では見ることが出来ません。

でも地球への接近時には、
人類の目に、その燃え上がる姿を見せていたようです。

なぜかと言うと、ショルツ星の軌道を計算してみると、
太陽系の0.8光年まで接近していたことが分かったからです。

0.8光年といえば、太陽系の外縁、オールトの雲と呼ばれる、
数兆個単位の彗星で埋め尽くされた、広大な領域の内側になるんですねー


オールトの雲を直接観測することは出来ませんが、
それを構成する彗星の一部は、定期的に太陽系の中ほどまで訪れています。

でも、恒星のような巨大な物体がオールトの雲を通過したとすれば、
もっとたくさんの彗星が地球に飛来したはずです。

そして彗星の嵐は、地球上の生命に壊滅的な被害をもたらすことに…

そこで「このような接近が、どれほど一般的に起きるものか」を計算したところ、
次に恒星が近づくのは今から24～47万年後で、オールトの雲には突入しないそうです。


褐色矮星とともに連星系を構成するショルツ星は、最近発見されたばかりです。

横道にそれることなく、まっすぐ地球に近づき、そして去って行ったと考えられていて、
その奇妙な動きに注目が集まっています。

現在、太陽に最も近い恒星は、4.2光年先にあるプロキシマ・ケンタウリになり、
ショルツ星最接近時の5倍も距離があるんですねー

2013年にヨーロッパ宇宙機関が打ち上げた衛星“ガイア”は、
宇宙にある数十億の恒星の位置を示す、地図の作成をミッションにしています。

“ガイア”が収集するデータの一部は、
太陽系に接近した星と、今後接近する可能性がある星を見つけることが目的になります。

このデータによると、
地球をかすめ去ったショルツ星は、今は約20光年先…　いっかくじゅう座の近くにいるようですよ。

恐竜の大量絶滅に、銀河内の暗黒物質も影響していた？

6600万年前の恐竜絶滅など、過去の地球における大変動には、
太陽系が、3000万年ごとに銀河円盤面を通過することが、関連しているのかもしれません…

今回の研究では、銀河円盤の暗黒物質（ダークマター）が、
地球に及ぼす影響について検証しているんですねー

銀河円盤を太陽系が通過すると、太陽系小天体の軌道が乱されて、 地球への天体衝突が起こりやすくなる。

私たちがいる太陽系は、天の川銀河の中心部の周りを約2.5億年周期で回っています。

その軌道は、星やガス、チリが密集した円盤面に対して上下方向に振れ動いていて、
およそ3000万年ごとに円盤を通過することになります。

この円盤通過の時期が、
地球の活動や、そこに生きる生物の大量絶滅と、関連している可能性があるそうです。

これらの事象にも、およそ3000万年の周期性が指摘されていて、
今回の研究は、円盤通過が地球に及ぼす影響を検証した結果によるものです。

仮説では、太陽系が銀河円盤を通り抜けるとき、
円盤に含まれるダークマターの重力が小天体の軌道を乱すことに…

そして、恐竜絶滅を招いたとされるような、地球への天体衝突を引き起こすそうです。

また円盤通過のたびに、
地球の中心核に蓄積したダークマター粒子が対消滅して熱を生み、
火山や造山活動、磁場の反転といった地球規模の変動を起こしているそうです。

新星爆発は、宇宙のリチウム合成工場だった

2013年8月に出現した新星爆発をハワイのすばる望遠鏡が観測し、
3番目に軽い元素のリチウム（Li）が、大量に生成されていることが分かりました。

新星爆発（イメージ図） 新星爆発は白色矮星（中央右側）と、 伴星（左）からなる連星系で起こる 爆発現象と考えられている。

リチウムはビッグバン時に生成されるとともに、
恒星や新星、超新星、星間空間などで作られると考えられていて、宇宙の物質進化をたどる試金石になる元素です。

でも、リチウムを生成・放出している天体が、直接観測されたのは今回が初めてなんですねー

今回の観測は、
新星爆発が宇宙のリチウムの主要な起源であることを示すことに…
そして、宇宙の元素の起源を探る新しい手掛かりが、新星爆発であることも分かってきました。



水素やヘリウムに次いで3番目に軽い元素のリチウムは、
パソコンやスマートフォン、エコカーなどのバッテリーに広く使われています。

今回の新星“Nova Delphini2013”発見画像。 上左が爆発前（発見約1日前）、右が爆発後の新星。 下は口径60センチ望遠鏡による確認画像。

そのリチウムの生成は、
宇宙の始まりのビッグバン以外に、
多様な天体や現象に関わって増えていくと見られていて、
「リチウムが分かれば宇宙が分かる」と言われるほど重視されています。

ただ、新星爆発が重要なリチウムの起源だと推測されるようにはなったのですが、
リチウム生成の証拠を直接観測できた例は、これまで無かったんですねー

2013年8月14日に、
山形市のアマチュア天文家が、
天の川銀河の縁にある小さな星座、いるか座に突如現れた新星を発見します。

この天体は、
地球から約1万4000後年離れていて、
発見の2日後に最大光度約4.3等の明るさに達し、肉眼でも見える明るい新星になりました。

そして研究グループが、この新星に着目することになります。

爆発から38日目～52日目の4回、すばる望遠鏡の高分散分光器で光のスペクトルを観測し、
新星爆発で放出された物質（ガス）の成分を精密に調査。

新星からの光が観測者まで届く概念図。

すると、スペクトルに、
4番目に軽い元素ベリリウム（Be）の同位体7Beの吸収線が見つかることに…

7Beは、伴星から流入してきたガス中のヘリウム同位体3Heと、
白色矮星表面に豊富にある4Heが、高温状態で反応して生成されたと考えられ、
7Beは53日の半減期で7Liに変わるんですねー

新星爆発時に生成された7Be、 そして7Liを生成する原子核反応。

今回の観測は、
リチウムの元になる7Beが、
新星爆発で生成される現場をとらえたことになりました。

そして、7Beが秒速1000キロの爆風に吹き飛ばされていることも分かり、
ここで作られたリチウムが星間空間に飛散し、次の世代の星の材料になるというシナリオが浮かび上がってきました。

吸収線の強さから、星間空間に放出されるリチウムの量を計算したところ、
放出物質中にはカルシウムに匹敵する量が含まれていることが分かったんですねー

このことは、微量元素のリチウムとしては破格の量で、
従来の新星爆発の理論の予測値に比べて6倍以上にも上りました。

新星は、白色矮星と伴星が非常に近くにある近接連星で発生します。

白色矮星の表面に伴星からガスが降り積もり、
そのガス層が高温・高密度なることで生じる核融合が、暴走して起きる爆発現象が新星です。

星が一生の最後に華々しく爆発する超新星とは異なり、出現数も多いそうです。

今回の観測では、新星爆発が現在の宇宙でのリチウムの主要な起源であることが分かりました。

見つかったガス中のリチウムの組成比は理論よりも多く、
非常に合成率が良いと言えます。

この発見をきっかけに、新星爆発の観測例を増やせれば、
宇宙のリチウム合成工場としての実態が、よりはっきりとするでしょうね。

準惑星ケレスの最新画像に謎の白い点が…

火星と木星の間にある小惑星帯の中で最大の天体になる準惑星ケレス。
このケレスの最新画像に、想像を超える不思議な世界が写っていたんですねー

これまでで最も鮮明なケレスの画像には、正体不明の白い点が複数確認できる。 ハッブル宇宙望遠鏡の撮影した最高画質の写真と比べても4倍の解像度になる。

2月17日に公開された画像を見ると、
直径950キロの氷の世界の表面を、クレーターがあばたのように覆い、
南極のあたりにはゴツゴツとした地形が広がり、
全体にわたって正体不明の白い点が複数確認できました。

白い点は氷原のようなんですが、はっきりとしたことは分からず…
少なくとも1つは、ハッブル宇宙望遠鏡が以前に撮影した不鮮明な写真にも、
微かに映っていたそうです。

探査機“ドーン”（イメージ図）

今回公開された画像は、ケレスから8万6000キロの地点で、2月12日にNASAの小惑星探査機“ドーン”が撮影したもの。

3月6日に“ドーン”はケレスの周回軌道に乗り、この天体が何で出来ているのか、
地表の下には何があるのかなどを、1年かけて調査するすることになっています。

2014年には、ケレスから噴出する水蒸気が観測されているので、
その原因についても調べる予定なんですねー

比較的大型で水を含んでいると考えられているケレスは、
小さくて乾いた岩石ばかりの小惑星帯の中では、かなり異色な存在になります。

そのため一部の専門家は、
ケレスが、どこか他の場所で生まれたのではないかと考えています。

また、「周囲の小惑星とは時期がずれて成長したのかもしれない」という見方も…

実は、この謎を解く手がかりがあったりします。
それは、小惑星帯の中にある、もうひとつの大きな天体ベスタです。

ベスタは乾燥してチリの多い小惑星で、
“ドーン”が2011年半ばから2012年終わりにかけて、
その周囲を旋回して調査を行っていました。

この2つの天体を比較して、「ケレスの正体に迫ろう」　っという訳なんですねー

ケレスを含む小惑星帯は、45億年前の太陽系誕生当時、
太陽がまだ若く、回転するガスやチリから惑星たちが形成され始めた頃から存在していました。

なので、ケレスのような天体の中には、太古の記録が収められていることになります。
この記録を呼び出すことで、初期の太陽系の様子を知ることが出来るのかもしれません。

太陽系の誕生だけではありません。
それから数億年後に起こったと言われている、惑星の大移動についても、
小惑星帯の中に、その歴史をひもとく手がかりが眠っているのかもしれないんですねー


“ドーン”は、ケレスに到着してから1年をかけて準惑星を調査します。

その後、燃料が切れれば機能は停止し、
小惑星の周囲を、そのまま旋回し続けることになるようです。