X線天文学とクリズムの紹介
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、とうとう結果が出始めた、世界を牽引するX線観測衛星、クリズム、このファーストライトが出てきましたので、紹介していきたいと思います。
ファーストライトは、人工衛星にとって、初めての観測結果、そんな意味を持っていて、これから世界に向けて、研究成果、論文、バンバン出ていくよ、準備万端だよ、っていう、そういうリリースになっているので、こちらぜひチェックしていただいて、2024年の天文学の発展、期待していただけたらと思います。それではどうぞ。
2024年1月6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。
本日でエピソードが、1184話目を迎えるというところになっておりまして、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なと思っております。
ちなみに、前回は、隕石とか小惑星、そのあたりの研究をすることは、40億年前、50億年前の太陽系の歴史をひも解く、タイムカプセルを開けるような話だ、そんなお話をしたり、
その前は、野党半島地震で導入された宇宙サービスですね。
今、宇宙企業が何が増えている中で、
そういった災害対策というところに、宇宙サービス、どうやって使われているのか、
特に無償提供に動いた企業とか、そのあたりのお話をさせていただいておりますので、
気になる方は、ぜひそちらチェックし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、じゃあ早速本題に入っていこうかなと思いますね。
今日は、このポッドキャストを聞いているみんなだったら、
なじみが出てきてくれたら、
こちらであろう、X線観測衛星、クリズムですね。
このクリズムが、ファーストライトと呼ばれる、
衛星にとって一番最初の観測データ、これ、きれいに分析できたよ、
という結果を、プレスリリースとしてガツンと出していたので、
こちらをお話ししていきたいなと思っております。
本日が1月の6日になるんですけど、
これ、1月の5日、2024年、1月5日、
もうね、きっと年末から仕込んでいて、
年始の一発目にどでかく明けようというところで始めたのではないかというふうに思われるぐらいですね、
準備周到な結果でしたね。
簡単に言うと、今回のお話、どういうふうに楽しんでもらいたいかっていうと、
クリズムって呼ばれる、何百億もかけて、
日本のX線天文学っていうところを、また世界一に押し上げていこう、
そんな流れを組んだ、
そしてそんな、
機体を運んでいる衛星があって、
こちら、去年の9月に打ち上がったんですが、
それが、初めての観測データを公開したと。
これがまあ順調で、
この順調さをキープしていきたいなっていうところが、
機体として載っている、そんな感じになるので、
これからX線天文学、クリズムがガンガン目立っていくんだなっていうところを、
ワクワクしながら聞いてもらえたら嬉しいなと思っております。
でですね、今回紹介するのは、
クリズムと呼ばれる、X線観測衛星です。
このクリズムですね、
2023年の9月に、
H2ロケット、H2Aロケットで、
宇宙へ飛び立った、人工衛星になります。
え、9月だったよな。
うん、たぶん10月?9月?はい、そのぐらいですね。
になっていて、
クリズムのファーストライトの成果
で、まあどんな衛星なのかっていうと、
簡単に言うと、星から飛んでくるX線を観測する、
そんな衛星です。
まあ言葉のまんまですね。
星から飛んでくるX線って何かっていうと、
実は宇宙空間って、いろんな光が飛び交っているんですよ。
僕たちが目で見える光っていうのは、いわゆる可視光って呼ばれるもので、
人間の目には赤から紫に見えますね。
で、ただ、
光の種類っていうのは、
もっとたくさんあるんですよ。
みんなの身近なところで言うと、赤外線。
まあ僕と同世代、僕、今月で30歳になるんですけど、
同世代とか、まあちょっとしたも含めかな、
ただ上の世代とかってなってくると、
まあ携帯の通信って、最初、連絡先交換するとき、赤外線通信だったりしましたよね。
そういった赤外線もあるし、
まあ最近、記憶に新しいところで言うと、
まあコロナが大流行したときに、
建物の入り口、まあ、デパートだったり、病院とかもそうですね。
ところで、なんかこう、
画像と一緒に、
撮影された画像と一緒に、なんか色がついて、
サーモグラフィーみたいなものをよく見かけたときあると思うんですけど、
ああいうのが、いわゆる赤外線って呼ばれる。
まああれ、僕たちの目には見えないけど、
そういう光が出てるよ、
っていう意味ですよね。
まあそういった、こう、僕たちの目で見える、
赤から紫の、赤寄りの方にも見えない光っていうのはたくさんある。
そして紫側にも見えない光はたくさんあって、
まあ夏に日焼けをする紫外線とかは、
まさに紫寄りの光ですね。
で、もっとエネルギーが高くて危険なのが、X線。
あれと、レントゲン撮影しに行くと、
体を透けるぐらいの、
光っていうのがバシャッて照射されて、
で、ただ骨はなかなか通過できないから、
まあ骨だけを映し出すっていうので、
X線で使われてますね。
ただここら辺の光になると、
やっぱりこう、被曝とか、
そういったところが懸念されて、
人間にとってはまあ、悪なわけですよ。
まあそんな光が宇宙空間にはたくさん飛んでいると。
で、星からもたくさん出ている。
じゃあそんな、こう、レントゲンに使うようなX線って、
どんなところから出ているのか。
で言うと、まあ太陽とかからも出てますね。
あとは、まあ宇宙空間にある、ものすごく熱いガス。
熱いガスとか、
まあほんと100万度、1000万度とか、
そういった温度を持ってるガスとか、
あとは、光の速度に近いような場所で動いている粒子たちからも出たりすると。
あとは、光の速度に近いような場所で動いている粒子たちからも出たりすると。
あとは、光の速度に近いような場所で動いている粒子たちからも出たりすると。
例えば、ブラックホールに吸い込まれていくガスとかが放出する光とかも、X線でよく見えたりするっていうような、
いわゆる極限状態みたいなものから、X線っていうのは放射されるんですよね。
で、そんな中で、宇宙からのX線っていうのを見ることで、
そういった熱い宇宙を見ることができる。
っていうのが、X線天文学の特徴です。
X線天文学、まだ歴史としては60年ぐらいの、
比較的浅い天文学の研究分野にはなるんですが、
これまでたくさんの研究成果を残してきていて、
なんなら、この分野っていうのは、
日本が世界を牽引してきたと言っても過言ではないような分野なんですよね。
さっき例で出したブラックホールとかはそうなんですけど、
ブラックホールを観測的に発見した、
それの初めての観測例っていうのも、X線天文学だったりすると。
いうぐらい、このX線天文学っていうのは、
結構天文学の歴史に名を刻んでいくような、
研究成果がバンバン出ているような分野でもあるんですよね。
そして今回、その世界を牽引する日本が、
新たに打ち上げたX線観測装置っていうのが、
このクリズムと呼ばれる人工衛星です。
この人工衛星に、X線を検出する装置、
っていうのが備わっていて、
それらがうまく動いてるかどうかっていうところで、
クリズムのファーストライトの成果っていうのが、
今回挙げられました。
で、打ち上げられて、
クリズムの特徴とエクステンドの観測装置
2023年の10月7日から調整がガンガン進められていて、
2つ観測装置が上がっている。
一つがエクステンドと呼ばれるもの。
もう一つがリゾルブと呼ばれるものです。
エクステンドは、簡単に言うと、
スマホのカメラみたいな感じで、
ものの画像を撮影するのに非常に能力を発揮する、
そんな観測装置になりますね。
で、これが10月の14日から10月の24日にかけて、
7億7千万光年先にある、
銀河が固まっている銀河団っていうのを観測して、
その観測の画像っていうのを綺麗に生成することができました。
そんな研究成果が、まず一つ、
今回のファーストライトのプレスリリースとして出ていました。
で、今回のエクステンドのこの特徴はどんなところにあるのかっていうと、
まず、その視野の広さですね。
このエクステンド、例えば、
過去に日本が世界を牽引しているタイミングで観測を実施していた、
スザク衛星って呼ばれるものだったり、
アスカ衛星と呼ばれるもの。
あとは、アメリカが運用しているチャンドラ衛星、
これNASAが運用してるやつですね。
とかは、観測の領域に比べると、
大体倍ぐらい、大体ですよ。
大体倍ぐらいの大きさの観測の視野を持っていると。
で、それによって、例えば空間的に広がった天体とか、
だから今回で言うと、
この銀河団っていうのが、
呼ばれる銀河がたくさん集まっている領域を観測してるんですけど、
銀河がたくさん集まっている広がった空間もそうだし、
そこから広がっている熱量、熱の高いガスとか、
そういったところまでしっかりとカバーできる。
そして何より、
その対象以外の周囲の天体も一緒に観測することができる。
そんな特徴を持ってるのが、
このクリズムのエクステンドと呼ばれるものです。
エクステンドっていうのは、
さっき言ったみたいに、
スマホのカメラみたいな、
CCDカメラっていうのが搭載されていて、
もちろんX線専用のCCDカメラですね。
こいつはもうかなりデリケートで、
僕も実験で、
僕そういえばこれはX線天文学っていうところで、
PhD、ドクターまで取ってっていうので、
もう業界めちゃめちゃ近いんです。
近いというか、もうど真ん中。
僕がいた研究室も、
このクリズムのサイエンスチームに入って、
入っている。
し、僕博士課程の時に、
学部生の学生と一緒に、
ここら辺の分析用のソフトウェアとかの開発とかもしていたので、
まあかなり、
かなり詳しいかなと思うんですよね。
で、そんなクリズムのエクステンドの画像が出てきたというところで、
で、このCCDカメラっていうのがすごいデリケートで、
ほんと実験室とかだと、
あの、
手とかから出る静電気とかで、
そのカメラ一気に故障しちゃうとかもそうだし、
あとはこう温度変化とかにもすごい敏感だから、
かなりデリケートに扱わなきゃいけないんですよ。
で、しかもこうカメラっていうのは、
冷やせば冷やすほど実はいいっていう、
このX1000CCDカメラっていうのは。
で、それに対して今回CCDカメラ、
ちゃんと所定のマイナス110度まで、
キンキンに冷やして、
宇宙空間で、
撮影することに成功したっていうのが、
X線のマイクロカロリーメーターによる観測
今回の観測の結果として、
リリースに出てましたね。
ここはかなり注目のポイントだったんじゃないかなと思います。
で、そしてもう一つ、
実はこっちが花形で、
先に花形話せよっていう感じもするんですけど、
リゾルブ。
こちらはX線のマイクロカロリーメーターと呼ばれる、
まあ簡単に言うと、
X線が入ってきたときの、
こう、
粒子が持ってるエネルギーによって生まれる熱とか、
そういったのを分解して、
どんな光かっていうのを見分ける、
そんな観測装置になるんですけど、
これがもうほんと言ってしまえば、
世界初の試みなわけですね。
実際はこれの前の人工衛星であった、
アストロH、
瞳って呼ばれるものに搭載されていたんですけど、
その瞳自体は、
観測始めて1ヶ月ぐらいで壊れてしまってっていうので、
まあそこの観測の結果がものすごく良かった。
そして世界のX線天文学、
ないしは天文学自体を一気に引き上げてくれるっていう、
そういう期待があったからこそ、
今回のクリズムに搭載されている装置であるんですね。
で、その装置が大マゼラン雲と呼ばれる、
まあ超新星、
そこの中にある超新星爆発の、
残骸、
これを観測して、
綺麗な光の分布っていうのを捉えることに成功したと。
で、こちらも、
もうこのマイクロカロリーメーターこそ、
なんかちょっとした温度変化によって観測を成功させる、
マイクロカロリーメーターの特徴と設計寿命
ちょっと特殊な装置なので、
ものすごく冷やさなきゃいけないんですよ。
どんぐらい冷やさなきゃいけないかっていうと、
まあ絶対冷度が0ケルビンですよね。
それに対して0.05ケルビンまで冷やしてます。
で、温度でいうとマイナス273.1度まで下げているっていうのが今回のこの検出器の特徴で、
で、その冷やすっていうのがすごい重要だからこそ、
実はこのクリズムっていうのの設計寿命は、
2年っていうふうに設定されてるんですよ。
これがマイクロカロリーメーターを液体酸素、
液体酸素だったよな。
窒素じゃなくて酸素の味。
酸素で液体酸素っていうもので冷やしていく。
で、その液体酸素を人工衛星に搭載しているから、
液体酸素が使ってるうちにだんだん気化していっちゃうんですよね。
で、そのずーっと冷やし続けて、
だいたい液体酸素が持つのが2年って言われていて、
なので設計寿命がかなり短いんですよ。
ただ、ここで得られるスペクトルっていうのはかなり期待できて、
実際の今回の観測でも、
もう過去の観測を、
何十倍っていうレベルで凌駕するような結果が見えてきてるんですね。
なので、しかも、もともと精度として要求されていたのが、
7エレクトロンボルトっていう数値なんですけど、
7エレクトロンボルトに対して打ち上げてみたら、
あれ、めちゃめちゃ性能いいじゃんっていうので、
クリズムの将来と期待
5エレクトロンボルト、5ですね。
っていうぐらいの精度を出すことに成功したと。
まあ、このエレクトロンボルトは、
まあ、このエレクトロンボルトとかって、
実際、高校の理科で出てきたかな。
今のカリキュラムだったら、
もしかしたら出るのかもしれないなっていうぐらいのレベル感なので、
あんま別に知らなくてもいい単位なんですよね。
で、まあ、そういったぐらい、
とにかく高い性能をしっかりと発揮することができたというところで、
これからいろんな観測データが出てくるんじゃないかっていうことが期待されている、
かなり面白い観測装置になります。
まあ、この2つが、
綺麗に動いてるってことは、
もうクリズムは安心して、
これからどんどん化学成果が出てくるんじゃないかなというところで、
まあ、これから本運用っていうところに入っていくと思うので、
この辺りはかなり楽しみにしていきたいポイントになるかなと思います。
でね、12月にここの運用メンバー、
大学の研究室の人とか、
あとは僕の同期の研究者の人とかと飲みに行ってたんで、
で、その時に、
ね、いつ出るのよ、みたいな話をしていて、
これもアフタートークになっちゃいますかね。
で、こう、いつファーストライトの成果出るの?みたいな、
言ってたんですけど、
まあ、やっぱそこは、
研究者たち口堅いですよ。
やっぱなかなか、
教えることでいきないなっていうことになってたんですけど、
まあ、期待してくれていいと思うよ、みたいな、
今みんな頑張ってやってるから、みたいな感じだったんで、
まあ、年明けぐらいには出るんだろうなと思ってたら、
まあ、1月5日から、
まあ、1月5日にドドンと出て、
個人的にはすごいホッとしたのと同時に、
めちゃめちゃテンションの上がった、
新年一発目の宇宙ニュースだったなっていうところですね。
で、ここから、
2024年の2月にかけて、
どんどん定常運用に移行していって、
こう、もともとサイエンスチームが、
考えている観測対象っていうのを、
順番に観測していくと、
いうことになるので、
そっから、まあ、3ヶ月とか、
半年とか、っていうところにかけて、
どんどんどんどん、
新しい研究成果、論文として出てくる部分も、
かなり多くあると思います。
そして、何にしろ、こう、
マイクロカロリーメーターっていうので、
ものを観測して見える世界っていうのは、
もう、すべてが、初めて見える世界になってくるんですよ。
だから、もう、論文が量産されることは、
もう、間違いなくて、
こっから、
クリズム祭りになっていくんじゃないかな、
と思いますね。
ただ、ちょっと、世間での盛り上がりが、
ね、あの、
弱すぎると、
いうところがあるんで、
僕は、ポッドキャストから、
ガンガン、
盛り上げていきたいな、
と思ってますし、
あの、その12月に、
みんなで、飲みに行ったときにも、
こう、な、とか、
あとは、同期の、
博士課程のときの、
まあ、他の大学ですけど、
同期の、
研究者とかも、
中に入ってるんで、
そこにちょっとね、
今、声かけてて、
もう、内部から、
ガンガン出てよ、
みたいな、
話をしているので、
このクリズム周りは、
こう、他の、
普通の、
他のメディアで、
発信してる人たちが、
届かない人たちには、
ガンガン声かけて、
あの、ゲストに出てもらって、
実際の中の、
研究者たちの声とか、
届けていける場に、
なるんじゃないかな、
と思うので、
クリズム関連は、
期待しておいていただけたら、
嬉しいな、
と思っております。
まあ、そんな感じで、
とにかく、嬉しいニュースだったので、
今回は、20分まるまる、
話しちゃいましたね。
いや、面白かったので、
ぜひ、皆さんも、
クリズム関連のニュース、
チェック、
しといてください。
そんな感じで、
今回は、以上にしていきたいと、
思います。
今回の話も、
面白いな、
と思ったら、
お手元の、
ポッドキャストアプリで、
フォロー、
フォローボタンの近くにある、
星マーク、
こちらで、
レビューいただけたら、
嬉しいです。
番組の感想や、
宇宙に関する質問については、
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アップルポッドキャストの、
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嬉しいな、
と思っております。
それではまた、
明日、
お会いしましょう。
さようなら。
