X線天文学の歴史
1日10分、宇宙時間をテーマに毎日お届けしております、宇宙話。 今回は、ブラックホールの理解とともに進んできた
X線天文学、そのお話をしていきたいと思います。 日本の老い家芸でもあるX線天文学、
ブラックホールの研究にどうやって寄与してきていたのか。 ブラックホールの観測的な証拠をつかんだのは、まさにこの分野。
僕が研究していたのもこの分野ということで、 かなり深くいろんな話できるかなと思っております。
ぜひ最後まで楽しんでください。
3、2、1、イクネション、スタート。
佐々木亮の宇宙話。
2023年11月2日、始まりました佐々木亮の宇宙話。 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白紙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。 本日でエピソードが1120話目を迎えております。
基本的には1話完結でお話ししておりますので、気になるトピックからぜひ聞いていただけたら嬉しいです。
現在はブラックホール特集中というところで、 前回だとブラックホールはどうやって生まれたのか、そしてもう一個前だとちょっと思考を凝らして、
地球をギューッとした時にどうやったらブラックホール作れるのかっていう、 ブラックホールになりたいんだけどどうすればいいですかという、
まあそういったところに答えられるエピソードになっておりました。 まあぜひですね、ブラックホール好きだなぁとか、宇宙の中でもやっぱりブラックホールだよなって思う人はね、
ぜひこちら聞いていただけたら嬉しいなと思っております。
そんな感じで、じゃあ今日はどんな話をしようかというと、 ブラックホールと一緒に成長してきたX線天文学、
これをブラックホールと絡めたエピソードでお話ししていこうかなと思っております。 X線天文学
これですね。 僕が
博士号を取ったり、NASA行って研究したりっていうところをやってたのがまさにこの分野で、 ブラックホールの発見があったからこそ一つ盛り上がった分野、そしてなおかつ
日本の老いえ芸として世界一の技術力を持っていると言っても過言ではない、そんな分野なので、 かなり
個人的にも好きな分野なわけなんですね。 そんな中で
まあブラックホールの話が絡んでくるわけなんですけど、 X線天文学、そもそも宇宙から飛んでくる
X線を観測するっていうのをモチベーションにした 研究分野になっています。
天文学って言ってもいろんな天文学があるんですよ。 それこそ望遠鏡を覗くみたいな、望遠鏡を覗いて人間の目で見えるような光で観測する
可視光天文学って呼ばれるものもありますね。 でそれに対してみんなが知っている光の種類っていうのはだいたい天文学で分類できるので
赤外線天文学、紫外線天文学とか あとは電波天文学とか様々な光の波長によってなんか分野が分かれているみたいなイメージです。
まあなんか光の性質によって結局は見える 光の性質によって見える天体現象っていうところに違いがあるのでそのために
いろんな天文分野が存在しているという感じですね。 例えば
僕らの体を覗くような光を見ようとする。 覗くというか僕ら人間の体温ぐらいのものを検知しようとした時っていうのは
赤外線とか。よく暗闇で人の姿を見るときにサーモグラフィーみたいなので見ますよね。 あんとき人間の体って真っ赤に浮き上がるじゃないですか。
あれは人間の体ぐらいの30度とか そのぐらいの温度を見るのに適した光の種類だからああやって見えるんですよね。
それを使って宇宙を見ることで例えば 電波とかそういうのを使うと宇宙がどれだけ広がっていってるかというか
宇宙の果ての 宇宙が初期に爆発した時の光とかが見れたりするっていうのが重要だったり
あとはジェームスウェップ宇宙望遠鏡と呼ばれる 宇宙業界のサグラダファミリアと呼ばれたぐらい長年完成しなかった
だけどものすごく綺麗な宇宙の画像を見せてくれている 衛星があるんですよ。もう打ち上がって2年ぐらい経ちますね
でそんな衛星とかも電波だったり、あとは赤外線か 赤外線を使っていたりします
そうやって光の種類によって宇宙の見える性質が違うという中でX線天文学は よりエネルギッシュな宇宙の状態を見ることができるのが特徴になっています
なのでブラックホールとかっていうようなエネルギーの強い天体に対して 相性が非常に良いというような特徴があるのがX線天文学ですね
その歴史もうちょっと紐解いてみましょうか X線天文学ってその
今まさに打ち上がって、いつだっけ、2ヶ月前1ヶ月前に打ち上がって盛り上がりを見せているのが クリズムって呼ばれるX線天文衛星ですね
これはまあ最新の天文衛星でこれからの期待度かなり高いんですけど その特集宇宙話でやりました
その時に話していたのはまだまだX線天文学っていうのは 歴史の短い分野であると
だいたいその歴史っていうのが60年から70年ぐらい 60年ぐらいになっていて
でそれのスタートなので1962年なんですよね これは当時
アメリカのマサチューセッツ工科大学のロシロシ・ジャコーニンとか彼らが
X線を宇宙から検出するためにロケットを打ち上げて でそれでまず一旦宇宙に向けてその検出機探してみようみたいな
そうしたらどうなったかっていうと X線で偶然明るい天体を発見したんですね
これによってあれみたいな 宇宙にX線で輝いている天体あるぞってなったところがスタート
これはX線を検出する宇宙に持っていけるものを作れるようになったっていう背景だったり
ロケットを打ち上げられるっていう技術力だったりっていうのが発達したことによって できるようになったんですよね
だからX線って体に害があるのはわかるけど どうやって検出するんだろうってあんまりピンとこない人いると思うんですよ
しかも宇宙からたくさん飛んできているのに僕らなんで体大丈夫なんだろうみたいな それは地球の大気に守られているからなんですよね
なのでロケットが打ち上げられるような技術力が上がってこないと展開できなかったのが この
X線天文学っていう領域なんですよ こんな感じで1962年に歴史の幕を開けたX線天文学
その後ですね 日本の小田実さんっていうまさにX線天文学の父みたいな人がいるんですよね
が作った観測技術のものによって それで宇宙に近い大気圏のギリ外側みたいなところまで飛ばす
気球の観測によってX線 宇宙からもっと見つけようっていう取り組みがその後行われたんですよ
そしてそこで発見されたのが白鳥座X1と呼ばれるものだったり カニ星雲 カニパルサーと呼ばれるような
白鳥座の方向にあったりカニ座の方向にあったりする天体が見つかって やっぱりX線って宇宙で見つかるんだっていう
ところまでたどり着いたんですよね これがだいたい1970年ぐらいにかけてっていう話で
ブラックホールの観測と発見
で ここまでまだブラックホール出てきてないですね ただ今その日本の小田実さんたちが観測した天体たちを
これ理論家たちが分析したんですね 理論家たちが分析した結果 なんとこの発見したX線の放射している天体っていうのが
これ中性子星だったりブラックホールっていうものを含む 天体であることが明らかになったんですよ
ここでこれまでブラックホールっていうものがあるないっていう話をされていた ところから一転して
ブラックホールの存在が観測によって確かめられ始めた そういう状況にたどり着いたわけですね
すごいですよね これによってX線天文学はさらに盛り上がりを見せていく
そしてその盛り上がりのベースにあるのはブラックホールだと断定された 理論的にも観測的にも
指摘された天体たちの発見によって 地盤が固められてきた そういう歴史があります
そうやってブラックホールは発見されてきたんですよ ブラックホールは散々言ってるんですけどX線で輝いている理由っていうのは
ブラックホール自体は光らないんですよね ブラックホール自体は光らないんだけど
ブラックホールの周りに天体があって それが吸い込まれるときにガーって吸い込まれていくと
光が抜け出せないギリギリの領域まで吸い込まれているときのスピードって ほぼ高速みたいな状態になっていると
その高速に近い速度で動いている物体だったりとかからはX線が出るんですよ
あとはその引っ張られているときの星のガスが摩擦で滅せられることによって 温度がかなり高くなって
ものすごい温度が高いとそこからもX線で出るんですよ
そういったその要素からブラックホールの発見っていうのができて この吸い込まれ方はブラックホールだと断定されたみたいなことなんですね
つまりブラックホールを発見したのは 実際はブラックホールを直接観測したっていうわけではなくて
ブラックホールに吸い込まれていく天体たちの叫びを聞いたみたいな そんな感じなんですよね
X線自体もそもそも光だからブラックホールに吸い込まれていったら もう見えなくなっちゃうんですよ
だから吸い込まれる直前を観測していくっていうことが重要で その時の星のガスとかの状態を見るのにX線が最も適していた光の波長の一つであった
ブラックホールとX線天文学
そういうことなんですよね だからこそ宇宙の極限状態 ブラックホールってまさに極限状態じゃないですか
光すら この世のものが光よりも早く動くことはできないと考えられているので 光すらも飲み込む重力を持つブラックホールっていうのは
まさに宇宙の中での極限状態 その極限状態の周りを分析するのに最も適した分野の一つがX線だった
だからこそこのブラックホール特集っていうのは まさにX線天文学との相性の良い分野の一つなんですよね
実際に僕が日本の国際宇宙ステーションに搭載されている 観測装置マキシっていうものの運用チームにずっといたんですよ
7年ぐらい でその中で周りの研究者も偉い人たちたくさんいます
僕なんてペーペーだったんで マットで研究してたみたいな感じなんですけど
その偉い先生たちはやっぱりブラックホールの研究をしてたりとかっていう人も多かったし
同じ分野でもその運用チームじゃないとこ見ても ブラックホールの研究してる方っていうのはたくさんいたりして
あとは昨日話したブラックホールができる前に起こす爆発である 超新星爆発とかもまさにX線で研究しやすい分野だったりするんですよね
そういった本当に同じ言葉繰り返しになるけど 極限状態みたいなものを見るのがかなり重要であるというか
そこに目を向けることができるのがX線天文学の面白いところなので
これからもブラックホールの話をしつつ X線天文学の話もいろいろしていきたいなというふうに思ってる そんな感じですね
衛星の開発とブラックホール観測
このブラックホールの話の中で スイフトとかっていう話も出てきたじゃないですか
エピソードで言うと どこだっけ
1117話だったっけな 15話だったっけな
っていうぐらいで話していた X線天文学のリードしている人工衛星の一つ スイフトの話ししました
そこの距離感が近いっていうのも まさに今話したところにつながってくるところなので
多分ブラックホール特集の中では ブラックホールの話たくさんします
それに加えて多分衛星の説明とか背景にいる 天文学のチームの話とかもいろいろしていこうと思っているので
その話は多分本当にどんな記事探しても 見つけられないようなオリジナリティあるかなと思うので
ぜひ楽しんでいただけたら嬉しいですね
そしてその生の声が聞けるっていう企画がスタートします
何かっていうと先週の 今週か 今週の日曜日1116話でお話ししましたが
僕が理研でその国際宇宙ステーションの観測装置の運用とかの チームの研究員として働いてたんですね
そのフルスの研究室が 人工衛星を打ち上げることになっています
その名もNinjaSatっていう 忍者 まさにこうジャパニーズな名前のついた
人工衛星を打ち上げるんですけど それの広報協力をさせていただくと
そしてなんとですね その運用チームで動いてる研究員の方だったり
責任めっちゃ持ってる人たちだったり 検出機のここ作った人とか
あとは学生だけどゴリゴリに中に入り込んでいて もう学生としてのキャリアをフルフルで
その衛星開発に使ってるみたいな学生とかを どんどんゲストに呼んで
今度打ち上がるこの衛星 こんな感じなんだよっていう ママの声をお届けするシリーズも
入れていきたいなと思ってます
で その打ち上げる人工衛星は ブラックホールを観測していくっていうところを
目的の一つにしているものなんですね
ってことは このブラックホール特集との相性も めちゃめちゃいいというところで
実際に出てもらう研究者の方とかって それこそさっき話した小田実さんっていう方の
系譜があるんですよ いろんな系譜があって この人の
弟子の弟子の弟子みたいになってるとかね あるんですけど そういう方が出てくれたりとかするので
今まさにX線天文学の最先端で 何が起きてるかっていうのを
研究者の方々に出てもらって 話してもらうということになっておりますので
ぜひですね 楽しみにしておいていただけたら 嬉しいなと思ってます
ちょっと具体的なスケジュールは 今進めている最中で
どんどん収録していこうかなと思ってるので 近いうちそのシリーズ出てくると思います
ぜひですね 聞き逃しなく 利権の人たくさん出てくるの
なかなか貴重だと思うので 楽しみにしておいていただけたら嬉しいですね
そんな感じで今回のエピソードは 以上にしていきたいと思います
あ コメントいただいてるの 紹介しようかなと思ったけど
かなり喋りすぎてしまったので また別のタイミングでお話ししていければと
思っております よろしくお願いいたします
今回の話は以上ですね 今回の話も面白いなと思ったら
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昨日11月1日は水曜日 僕がもう一つやってる 隣のデータ分析屋さん 最新は公開しております
今回のゲストは 機械学習のコンペティション カグールと呼ばれるとこで
世界トップの称号を持っている ゲストが登場してもらって
データサイエンティスト 世界レベルの人たちって どんなこと考えてんのかみたいなの
色々伺ってますので そういうのちょっと気になる人とかいたら
ぜひですね 聞いてみていただけたら嬉しいです
それではまた明日お会いしましょう さようなら
