はじめに：宇宙の不思議な現象とJunoの探査
ちょっとマニアックだけど、宇宙の仕組みがわかりそう。
そんな面白い研究を紹介していきたいと思います。
今回は、木星の周りをぐるぐる回るNASAの探査機、JUNO。
このデータによって、木星で起きる衝撃波、この衝撃波が面白い動きをしていると。
宇宙には見えない風、見えない波みたいなのがあるんですね。
そんな中で、今回は衝撃波という波によって、あるものが宇宙空間で光の速度の近いところまで加速されている、そんなお話をしていきたいと思います。
ぜひ最後まで楽しんで聞いてください。それでは行きましょう。
改めまして始まりました、笹木亮の宇宙話。
このチャンネルでは、1日10分宇宙時間をテーマに、天文学で博士号を取得した専門家の亮が、毎日最新の宇宙トピックをお届けしております。
今日のエピソードが2019話目ですかね。
基本的には1話完結でお話ししているので、気になるトピック、気になるタイトルからぜひ聞いていただけたら嬉しいです。よろしくお願いします。
ポッドキャストの近況とワールドカップ
ということで、絶賛ポッドキャスト復活、リハビリ中というところになっていますが、
いろんな動きをね、ちょっとずつちょっとずつ改善というか、軌道に乗せていっている最中なので、もう少し待っていただけたら嬉しいなと思います。
けどね、すごくクラクドン寄り過ごしているという感じではなくて、むしろちょっとパツパツにならないように過ごしているという側面の方が強かったりするので、
その中で宇宙話でもあなたにいろんな話がたくさんできるような、そんな状態っていうのを整えていきたいなというようなコンディションでやってますので、
ちょっと気長に、ゆっくり、更新されたら聞いてみようかみたいな感じで聞いてもらえたら嬉しいなというところを思っています。
どんぐらいちゃんと元気に過ごせているかっていうと、ワールドカップはちゃんと見れているぐらいは、これで伝わるかな。
で、今日は、この放送の24時間後、夜はちょい前ぐらいか、夜中に日本船がありますが、ちょっとね、マジでちゃんと見たいなと思いますね。
どう過ごすのが正解なんだろう。寝て2時に起きて見るのか、見切って5時に寝るのかみたいな。
いや、まあ前者でしょうね。どうやってあなたは見るんですか。
これね、ブラジルに勝つタイミングを見逃すなんてことになったらなんか、もういたたまれない気持ちになるので、絶対に見逃さないようにしようかなと思います。
みんなで応援したいですね。
はい、ということで、じゃあ早速本題に入っていきたいと思います。
木星の衝撃波と宇宙空間の粒子加速
今回は木星の周りで発生する衝撃波。この衝撃波が結構面白い役割をしているっぽいなっていうところの話をしていきたいと思います。
宇宙空間の中には僕たちの目では見えない、けど何かしらの動きがあるっていうものが結構多いんですよ。
で、その中で何その名前っていうもの?
特に研究やってないとマジで触れないような名前っていうものがあって、それが無衝突衝撃波と呼ばれるものですね。
まあ簡単に言うと衝撃波です。
とはいえ、そもそも衝撃波なんていうものを身近で感じることがないじゃないですか。
でね、そんな衝撃波の中でも太陽から飛んでくる風、太陽風と呼ばれる風みたいなのがブワーッと飛んでくるんですけど、
この風によって作られる衝撃波がですね、結構面白い動きをしているよっていうところですね。
で、どういうことかっていうと、その宇宙空間の中にある粒子たち、いろんな粒みたいなのがこうバーって浮いてるんですよ。
僕たち、そもそも地球上に住んでいる中でも空気っていう空間の中にいて、その空気っていうのはそもそも粒々がいっぱいあるわけじゃないですか。
その粒々を…すっごい鼻水出そう。すみません。お聞き苦しいところを。すみませんね。
空気中には粒々みたいなのがいっぱいあるわけじゃないですか。酸素、窒素、水素みたいな。バーって浮いてるわけですよね。
宇宙空間にもそういうのがあると。
そういうふうに存在しているものがさらに面白いのが、宇宙空間の場合は光の速度に近いぐらいまで加速された高エネルギーの粒子として存在している宇宙船と呼ばれるものが存在するんですね。
で、この宇宙船っていうのが、宇宙船ってあれですよ。スターシップみたいな、スペースシップみたいな、そういうことじゃなくて、科学の実験とかでやったことあるかな。切り箱とか。
ああいうので見れる宇宙空間を飛び回っている謎のエネルギーの高い粒みたいなのがあって、こいつがどうやってできているかっていうのが実は結構謎というか。
むしろこれまでの常識的にというか、研究の積み重ねで考えられてきた、この宇宙船を生み出す仕組みっていうところは、こういう衝撃波、宇宙空間でよく起きる、例えば太陽からの風によってグッと押されたときにできる衝撃波みたいなもので作られるというふうに考えられてきていたわけですね。
粒子、宇宙空間に存在するものを光の速度に近い速度だったりとか、とにかく加速させるっていうところが、世の中の原理原則としてめちゃめちゃ重要だという見方があるわけですよ。
だからスイスにあるセルンとか、そういう日本にもケックっていうのがあったりしますね、ああいうところで、とにかくとにかく目に見えない粒子たちを加速させて加速させて、何か新しいものを生み出す、宇宙の仕組みを理解するみたいなことをやろうとしているぐらい、人類の科学のテーマっていうのは加速っていうところに実はつきたりするわけですよ。
その加速した粒子によって出る放射線とかね、そういうものを見るっていうのが天文学としてあったり、いろんなものがあったりするんですけど、大元をたどると結構加速だったりするわけですよ。
そんな粒子を加速させるという機構自体っていうところにすごく興味が出てくるわけですよね、研究を突き詰めていくと。問題は粒子がどこまで高いエネルギーに到達できるのかっていうのに上限があるはず。
この上限っていうのがどういうふうに決まっていくのかっていうのを理解できれば、世の中に存在するものだったりとか、例えば光の速度が一番高い、最強なんですって言ってるところが本当なのかみたいなところとかいろんな議論が出てくるんですね。
だから、どこまで高いエネルギーに到達できるかっていうところが重要であると。そんな中で、宇宙空間ではいろんな爆発だったりとか衝撃波だったりとかいろんなものが出てくる中で、実際どこまでものを加速することができるのかというところが研究の対象になったわけです。
Junoによる衝撃波加速の観測と意義
そこで今回、木星の周りを回っているNASAの探査機のJunoと呼ばれる探査機があります。この探査機のデータを使って、木星の周りで起こる衝撃波によって物が加速される、電子が加速される、そんな証拠っていうのを観測することに成功しました。
そうすると、光の速度に達するぐらいまでの勢いに、太陽からの影響のみで衝撃波としてバーンと打ち出すことができるっていうのは、結構面白い研究結果が出たわけですね。
すごい、ちょっと風邪気味かもしれない。まずいですね。まあ大丈夫か。
で、もうちょっと噛み砕いて表現しようとしてみるとですね、高速で進む船みたいなのがあるとします。高速というのは速く移動する船ですね。
木星っていう巨大な船があって、この船がバーっと海を進んでるわけですよ。木星1号みたいな。木星5号にしますか。っていう船があって、バーっと海を航海しています。
で、そこに巨大な波だったりとか、風とかが正面から吹いてくるんですけど、太陽風と呼ばれる風が吹いている中を木星という巨大な船がバーって進んでいくと、その向かい風がすごすぎて風の中を通り抜けようとしたときにバーンと衝撃波が生まれる。
そのぐらい強い風。なんか強風とかのレベルじゃない。木星号、宇宙船木星号がバーっと海を航海していって、太陽風と呼ばれるところにバチンとぶつかったら衝撃波がボーンと出るというような感じですね。
で、そのぶつかった瞬間の衝撃波、これを樹脳はその波の内側の少し手前っていうところ、つまりこの衝撃が出るぞっていうところをうまく通り抜けて、その場で観測するっていうことをできたことによって、その宇宙空間で起きる加速という現象をその場で観測することができた。
これは樹脳が移動している木星の周りをぐるぐる回りながら変わっていく周辺環境とともにその観測をし続けてきたからっていうところが結構面白いポイントなんですよね。
これによって、木星の周りでは衝撃波によって、そして太陽風を利用することによって、ここまで粒子、電子を加速させることができるのかというようなところが今回明らかになったわけです。
これまでこの超新星爆発とか、いわゆる宇宙空間の中で起きるでかい爆発などの現象によって考えられてきた加速の機構、加速原理みたいなのっていうところを何とか人類は解き明かしたいというところを思ってたんですけど、超新星爆発とかそういうでかい爆発って地球の近くで起きないんですよ。
だからなかなか加速される粒子そのものを観測することができなかった。
なんだけど木星の周りでそういった現象って実は静かに起きてるんじゃないかっていうところを見に行ったら、衝撃波によって粒子が加速されている様子が見えた。
なので今回の研究は遠くの宇宙でしかできないと思ってたことを近くの宇宙でもできたっていうところに面白さを見出した論文になっている。
しかもこれのおかげでネイチャーにも掲載されているので、これは物理学上もインパクトがかなり強いというところが考えられている研究になっているので、
ぜひ今回の研究、元の論文の方までもしよかったら覗きに行ってみてもらえたら嬉しいなというところを思っております。
まとめと今後の展望
ということで今回は以上にしていきましょう。
久しぶりに説明するのに宇宙船っていうワードは良くなかったかもしれないな。
ちょっと途中で説明の仕方がごちゃっとなったのを反省ですね。
毎日喋ってないと無理だな、むずいな。
でも毎日喋ってないとできないぐらいの説明をこれまでできてたと思ったらポジティブに捉えられるので、
頑張ってリハビリというかしていって、早めに宇宙話をブワッとまた盛り上げていきたいなと思っております。よろしくお願いします。
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それではまた明日お会いしましょう。さよなら。
