タグ:天文学

ドイツ語特許和訳のチェックの1回目が終わり、推敲は祝日の明日に行うことにして、今日はドイツ ZEIT紙の天文学クイズを解くことにした。
www.zeitakademie.de/seminare/naturwissenschaften/astronomie/astronomie-quiz

全部で13問あり、以下に問題文と選択肢を示し、私の解答はアンダーラインを付けた。
正解は最後に付記しておいた。

1. 
標準宇宙モデルで我々の宇宙の年齢は。
72億年、117億年、138億年、175億年、208億年

2. 惑星が地球の周りではなく太陽の周りを公転することを前提とする世界観はどれか。
太陽中心の世界観、恒星の世界観、日光中心の世界観、地球中心の世界観、星雲中心の世界観 (正しいつづりは Astralozentrisches Weltbild と判断した)

3. 惑星系のどの領域で惑星の水が液体状態で存在できるか。
ハビタブルゾーン、水文学ゾーン、エコロジーゾーン、液体水ゾーン、ヒューマンゾーン

4. 我々の太陽系の惑星は、どの2種類に区別されているのか。
岩石惑星+準惑星、巨大ガス惑星+恒星、岩石惑星+巨大ガス惑星、地球型惑星+恒星、巨大ガス惑星+準惑星

5. 我々の太陽系の惑星を公転する衛星は何個か。
5個、46個、92個、173個、208個

6. 「汚れた雪玉」とも呼ばれる天体はどれか。
彗星、クエーサー、流星、塾惑星、小惑星

7. 我々の故郷の銀河系、天の川にはどのくらいの恒星があるのか。
800万個、138億個、2,020億個、3,000億個、3,160億個

8. 超大質量ブラックホールはどこにあるのか。
恒星内部、例えば天の川中心部など銀河の中心部


9. 初期宇宙はどの元素で主に構成されていたのか。
ヘリウム、酸素、ナトリウム、炭素、水素

10. 何を「周極星座」と呼ぶのか。
我々の天の川の外にある星座、北極星に近い星座

11. 大望遠鏡を都市の外に置くべきなのはなぜか。
いわゆる光害のため、いわゆる電波公害のため、樹木の生長が盛んすぎるため

12. 我々の宇宙の大部分は何からできているのか。
惑星、ダークマター、恒星、ダークエネルギー、ブラックホール

13. どの恒星が長寿命なのか。
低質量の恒星、大質量の恒星


正解は
 1. 138億年

 2. 太陽中心の世界観。またはコペルニクス的世界観

 3. ハビタブルゾーン。この領域にある惑星上の温度では、水は液体である。

 4. 岩石惑星+巨大ガス惑星。岩石惑星は地球型惑星ともいう。

 5. 173個。

 6. 彗星。氷、ちり、岩石でできているから。

 7. 3,000億個。

 8. 銀河の中心部

 9. 水素。宇宙の初期の成分は、水素が約75%、ヘリウムが25%、リチウムが0.000000002%。炭素や窒素、酸素、鉄といった元素はのちに恒星の中で生成した。

10. 北極星に近い星座。周極星座とは年中見ることのできる星座である。

11. 光害

12. ダークエネルギー。68.3%がダークエネルギー、26.8%がダークマター。光を放つ天体をすべて集めても4.9%しかない。

13. 低質量の恒星。太陽質量の恒星は100億年以上、太陽質量の0.6倍から0.8倍の恒星は150億年から200億年。

13問中10問正解だった。

2004年に発見された地球近傍小惑星のアポフィスは、2036年の接近時に地球と衝突する確率が25万分の1と計算されていた。
アポフィスは約11か月ごとに地球に接近し、直近では2013年1月9日に約1450万キロメートルまで近づいた。
この機会に様々な観測装置を動員して詳細に測定し、アポフィスの軌道の計算精度を上げることができた。

その結果、2036年4月13日の接近時、地球との衝突確率が100万分の1未満まで低くなった。
NASAでは Goldstone Solar System Radar での観測を来週半ばまで継続して、さらに詳細なデータを取得する予定だ。

NASAのジェット推進研究所の発表と、アストロアーツの天文ニュースを引用しておこう。
www.jpl.nasa.gov/news/news.php
【… The impact odds as they stand now are less than one in a million, which makes us
comfortable saying we can effectively rule out an Earth impact in 2036. …】

www.astroarts.co.jp/news/2013/01/10apophis/index-j.shtml
【NASAは1月10日付で、米3施設による新データおよび今回の接近の観測から、アポフィスが2036年に衝突する可能性は事実上消滅したと言えるほどに小さくなったと発表した。】

確率が100万分の1未満でも、これはゼロではないと言う人もいるだろうが、それは計算上の誤差の問題だ。
位置観測の測定値には誤差があるし、他の惑星の重力や太陽活動などの影響も考慮すると、2036年4月13日時点でのアポフィスの位置にも誤差は残る。
約11か月ごとの接近時に観測データが増えることで誤差は減少するので、あと数回で確率はゼロと言えるようになるだろう。

確率がゼロに限りなく近づくことはあっても、完全にゼロになることはないが、実質的にはゼロとみなしてもかまわないということだ。
アポフィスが地球や人工衛星と衝突することを心配するよりは、交通事故のリスクの方を気にした方が現実的だろう。

アポフィス以外にも、地球と衝突する可能性が指摘されていた小惑星は数多くある。
例えば 2011 AG5 は、2040年の接近時の衝突確率が500分の1とされていたが 、その後の追跡観測から確率はゼロとなった。
www.astroarts.co.jp/news/2012/12/25asteroid/index-j.shtml
neo.jpl.nasa.gov/news/news176.html

それでも 2008 TC3 のように、地球に落下する直前に発見されることもあるので、世界規模での観測体制を今後も充実させ、継続してほしいものだ。

2011年7月に日本で開催される予定だった国際会議、「小惑星・彗星・流星(ACM、Asteroids, Comets, and Meteors)は、東日本大震災と福島第一原発事故の影響で中止となったが、1年延期して、5月16日から20日まで新潟市で行われることになった。
海外からの参加者は、21日に起きる金環日食の観測もできるので、この日程の設定を喜んでいることだろう。
chiron.mtk.nao.ac.jp/ACM2012/ 

国立天文台の5月9日のトピックスにあるように、1年延期してでも日本での開催に努力しただけではなく、大震災の復興を祈念して、被災地名などが小惑星名として申請されていた。
そしてMPC(小惑星回報)で、Aizu(会津)、Hamadori(浜通り)などの登録が公表された(注:引用した PDF のサイズは 1.80 MB)。
www.nao.ac.jp/news/topics/2012/20120509-asteroid.html (国立天文台トピックス)
www.minorplanetcenter.net/iau/ECS/MPCArchive/2012/MPC_20120506.pdf ( 被災地名などの名称は311ページ以降)
www.minorplanetcenter.net/iau/ECS/MPCArchive/MPCArchive_TBL.html (MPCのバックナンバー)

【国際天文学連合は、先頃発行した「小惑星回報」(MPC:Minor Planet Circular)を通じて、新しく承認された小惑星の名前を公表しました。
2012年5月16日から新潟市の朱鷺(とき)メッセで行われる国際会議「小惑星・彗星・流星2012」がアジア初の開催となることにちなんで、日本にゆかりの深い命名も多数承認されました。

今回は東日本大震災からの復興を願い、被害が大きかった地域の地名も多数つけられました。
青森、岩手、宮城、千葉、栃木などの県名や、福島県の会津、中通り、浜通りなどの地方名のほか、岩手県の陸前高田市や長野県の栄村、新潟県の津南町なども含まれています。
なお、今回の会議開催地である新潟市も命名されています。

被災地名が小惑星名になった例は、すでに2012年3月に承認されたTohoku(東北)がありますが、一度にこれほど多数の命名がされたのは初めてのことです。】

国際会議の日本側事務局長は、会津若松市出身の渡部潤一・国立天文台副台長ということもあり、震災関連の地名として、福島県の3地域の名称を含めて提案したようだ。

県名の「福島」が登録できなかったのは、既に人名由来の「Fukushima(福島)」という小惑星3915番が存在しているため。
ただし、20613番 Chibaken と同様に、「Fukushimaken」を代わりにすれば、登録できたと思う。
原発事故でも一番の被災地なので、これから日本人が命名する小惑星に、福島県内の地名を付けるようになるかもしれない。 

MPCでは名称の由来について英語で説明があるので、それぞれの背景を知ることもできる。
21966番 Hamadori(浜通り)の解説は次の通りで、地震で被災した地域であることが書いてある。
【(21966) Hamadori = 1999 WJ9

Hamadori is a coastal region in Fukushima prefecture, Japan. The area between Abukuma highland and the Pacific coast was seriously damaged during the 2011 Tohoku earthquake.】

22719番 Nakadori(中通り)と14701番 Aizu(会津)の場合、被災地というよりも、福島県の地域名として選ばれている。
不正確な報道になっているものの、あまり細かいことを説明するよりは、被災地福島県の地域名として紹介した方がわかりやすいと判断したのかもしれない。

Aizu の場合は、会津大学が探査機はやぶさなどのミッションに参加していたから、今回の国際会議に合わせて命名したと考えた方がよいだろう。
【(14701) Aizu = 2000 AO240

Aizu is the westernmost third of Fukushima prefecture, Japan. The Nisshin-kan school of samurai was established there during the Edo period. The University of Aizu, which has participated in space missions such as Hayabusa and Kaguya, was founded in 1993.】

ニュースの大半は震災関連の地名を取り上げているが、実際には今回の国際会議が日本で開催されるということで、国際会議に参加する高校の学校名や、その他の日本以外にもアジア由来の名称が多数登録されている。

スーパー・サイエンス・ハイスクールに指定された高校(小倉、一宮、三田祥雲館)は、小惑星観測をしている生徒もいるので登録された。
例えば、15526番 Kokura(小倉)の説明は次の通り。
 (15526) Kokura = 1999 XH229

Kokura high school is in Kitakyushu City, Fukuoka Prefecture, Japan. Some students are involved in the observation of minor planets, and the school was selected as one of the Super Science High Schools by the Japanese government.】

他の天文学関係者の人名を付けた小惑星では、アジアの
小惑星や彗星の研究者に加えて、JAXA関係者、特に探査機はやぶさ関連が目立つ。
科学者だけではなく、事務官や秘書もプロジェクトに貢献したため、名を連ねている。
例えば、22951番 Okabekazuko(岡部和子)、22952番 Hommasachi(本間幸子)など。


ところで、日本名をローマ字表記するときに悩むのが、長母音の扱いである。
今回の命名でも、「Hamadori」を「ハマドリ」と区別するため、「Hamadouri」とすることも可能だった。
震災関連で命名された 23649番 Tohoku(東北)も、日本語の発音を知らない人は、「トーオク」と発音してしまう。

特に人名の「大野」は、「Ono」ではなく、「Ohno」としていることが多い(8410番 Hiroakiohno「大野裕明」など)。
外国語のアクセント記号などの特殊文字は認められているので、「
?」などの長母音を示す表記を使ってほしいものだ。

ロシアが11月に、火星の衛星フォボスを調査する探査機「フォボス・グルント(Phobos Grund、Фобос-Грунт)を打ち上げたが、残念ながら予定の軌道に投入できなかった。
地球周回中になんとかしてロケット再点火を試みようとしたが、地上基地との交信が確立できず、見失ってしまった。
そのためロシア宇宙庁ロスコスモスは失敗を認め、12月16日に、来年1月上旬に地球に落下するという計算結果を発表した。

ロスコスモスでは英語サイトも作っているが、以下に示すフォボス・グルントの失敗も含めて、ニュースの大半はロシア語である(Google翻訳で、日本語ではなく英語にすると、その概要を把握しやすい)。
www.federalspace.ru/main.php (12月16日発表・ロシア語)

ロシア語のテキストを購入したが、今はノルウェー語などのゲルマン諸語の勉強が先なので、簡単な挨拶くらいしかわからない。
ということで、日本語・英語・ドイツ語のニュース記事から、フォボス・グルントの地球落下についての情報を集めている。

ドイツ語記事として SPIEGEL Online から、日本語記事として読売新聞から引用しよう。
www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/0,1518,804209,00.html
www.yomiuri.co.jp/science/news/20111217-OYT1T00311.htm

SPIEGEL Online の記事冒頭部分は、かなり皮肉を込めた表現になっている。
要約すると、「クレーターだらけの火星の衛星を探査するはずだったフォボス・グルントが、地球に落下してクレーターを作る」。

燃え尽きずに地上に落下する量や、放射性物質コバルト57を搭載している記述は共通なので、読売新聞から引用しよう。

【…機体の一部が大気圏で燃え尽きず20~30個の破片となって地球に落ちる見込みで、破片の重量の合計は最大200キロ・グラムになるという。微量の放射性物質「コバルト57」を積んでいるが、落下による「放射能汚染の恐れはない」としている。

現段階での落下予想地点は日本を含む「北緯51度4分から南緯51度4分の間」としか分からず、詳細判明は落下の数日前になるという。…】
放射性物質コバルト57は微量で汚染の恐れはないと説明されても、具体的な量や使用目的が不明だと、余計に不安になる人もいるだろう。
過去にソ連の人工衛星(スパイ衛星)が落下したときには、電源として太陽電池ではなく、放射性ウランを使った原子力熱電対電池搭載型だと発覚した。

また、土星探査機カッシーニには放射性プルトニウムを利用した原子力電池が搭載されていたため、打ち上げ時だけではなく、地球スイングバイのときにも、落下を不安視する諸団体が抗議声明を発していた。

そういった過去の経緯もあり、「微量のコバルト57」と説明されても、具体的な情報がないと不安になるはずだ。
先に引用したロシア語のニュースリリースでは、「10マイクログラム」と記載されている。
【…Радиоизотопный источник (Кобальт-57), … - 10 микрограмм, …】

秘密主義のソ連ではないのだから、認めたくない失敗であっても、英語で全情報を公開してほしいものだ。
または、ロシア語を理解できる日本の記者などが、要約記事を書いてほしいものだ。


核種と量から、太陽風や宇宙線を観測する機器の、校正用線源と考えられる。
コバルト57の半減期は 271.84日で、1年よりも短いということも含めて、環境に影響はないとロスコスモスは言いたいようだ。

ちなみに、環境測定に用いるガンマ線測定器の校正については、以下のIAEA資料で146ページ以降の説明を参考にしてほしい(日本語訳)。

www.nirs.go.jp/hibaku/kenkyu/te_1092_jp.pdf

今の日本では、フォボス・グルントに積まれた10マイクログラムのコバルト57よりも、日本全土にまき散らされたセシウム137、そして海の汚染の方が心配だ。

現在の天体物理学の理論によると、宇宙誕生のビッグバンから数分後、宇宙に存在した元素の大半は水素とヘリウム、そして痕跡量のリチウムのみであった。
その後、大質量の恒星が誕生し、恒星内の核融合反応によって、リチウムより
重い元素が次々と生成した。
ただし、安定な鉄が生成した時点で核融合反応は停止し、大質量星が超新星爆発をしたときに、それまでに恒星内で合成された元素が宇宙空間に飛び散り、同時に鉄よりも重い数多くの元素が生成する。

天文学では慣例として、水素とヘリウム以外の元素を「金属」と総称しており、炭素や窒素、酸素なども金属扱いとなる。
metallicity という英語の単語は、「(恒星の)金属含有量」という意味で使われる。

「金属」元素は恒星内の核融合反応と超新星爆発により生成したのだから、金属含有量が少ない恒星が見つかれば、それは逆に、初期宇宙の組成のまま誕生した古い星ということになる。

そんな古い星は、100億光年以上も離れている銀河でしか見つからないと思っていたが、我々の銀河系でもいくつか見つかっている。
2002年に発見された HE 0107-5240 の金属含有量は、太陽の20万分の1しかなく、しかも太陽よりも小さな低質量星であった。
www.astroarts.co.jp/news/2002/11/01metal_poor_star/index-j.shtml

ESO(ヨーロッパ南天天文台)では、このような金属をほとんど含まない候補天体
(超金属欠乏星・低金属量星)の調査を継続しており、9月1日付けの科学誌 Nature に掲載された論文では、しし座で見つかった SDSS J102915+172927 の性質について報告している。

Nature のオンライン記事は有料なので、図書館などを利用してほしい(私は勤務先が電子ジャーナル契約をしているので読めた)。
または、ESOで論文の抜粋を公開しているので、以下のPDFファイルをダウンロードして参考にしてほしい。
www.nature.com/nature/journal/v477/n7362/full/nature10377.html (論文)
www.natureasia.com/japan/nature/updates/index.php (論文の紹介)
www.eso.org/public/news/eso1132/ (ESOのニュース)
www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1132/eso1132.pdf (論文の抜粋)

ESOが提供した画像の円グラフにあるように、恒星の元素構成は水素75%、ヘリウム25%で、リチウム以上の重い元素は痕跡量である。

イメージ 1

この論文を紹介しているドイツ語記事2本と、英語のCBSニュースは次の通り(日本語報道は9月3日時点でもなし)。
www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/0,1518,783820,00.html
www.astronews.com/news/artikel/2011/09/1109-001.shtml
www.cbsnews.com/stories/2011/08/31/scitech/main20100073.shtml

恒星の金属量 metallicity は記号 Z で示し、SDSS J102915+172927 では Z ≦6.9 x 10-7 である(上の円グラフでは%表示で < 0.00007%)。
この恒星が銀河ハロー内にあることは、スペクトル観測で CaII の吸収線から視線速度を決定して判明している。

大質量星は寿命が短く、初期宇宙の時期に既に超新星爆発をして消えてしまったと考えられている。
ただし、初期の元素構成を残している長寿命の低質量星が存在すれば、Z は 1.5 x 10-8 から 1.5 x 10-6 の範囲になると推測されていた(注:この論文で「低質量星」とは、太陽質量の 0.8 倍未満の恒星を指す)。

今回の低金属量星は理論上の範囲内にあり、炭素・窒素・酸素もほとんど蓄積されていない。
そして、リチウムが全く検出されないという、不可思議な恒星だと判明した。
リチウムが完全に消滅する条件について、金属量と温度との関係が理論的に指摘されており、今回の観測結果に合うそうだ。
また、ビックバン後のリチウム生成量について、理論の再検証も行われている最中である。

同様の低金属量の低質量星は、候補星の中から、5~50個程度見つかると予想されており、今後の観測結果が待たれる。
130億年ほどの年齢と推測されており、初期宇宙の状態を知るヒントになる天体だ。
暗い天体が多くて困難とは思われるが、なるべく多くの観測例を積み上げてほしいものだ。

↑このページのトップヘ