はてな宇宙「第13回:重力レンズ効果」 動画 YouTube
http://www.youtube.com/watch?v=RwbdXxFaq-k
Gravity distorted ray optical illusion(重力レンズ錯視) 動画 YouTube
http://www.youtube.com/watch?v=PAy7-R2hncI
What is Gravitational Lensing? 動画 YouTube
http://www.youtube.com/watch?v=vIHDsrVECfE
重力レンズ Google 検索
http://www.google.co.jp/images?sourceid=navclient&aq=f&oq=%E9%87%8D%E5%8A%9B%E3%83%AC%E3%83%B3%E3%82%BA&hl=ja&ie=UTF-8&rlz=1T4GZAZ_jaJP276JP276&q=%E9%87%8D%E5%8A%9B%E3%83%AC%E3%83%B3%E3%82%BA&gs_upl=0l0l0l94lllllllllll0&oi=image_result_group&sa=X
世界初、Ia型超新星を30倍明るくする重力レンズ効果を測定 (追加) 2013年4月24日 カブリIPMU
真の明るさがどれも同じとされるIa型超新星が、重い天体の重力レンズ効果で30倍も明るく見える現象が世界で初めて発見された。周囲に及ぼす重力レンズ効果によって間接的にその存在が示唆されているダークマターなどについて解明を進める足がかりになると期待される。
http://www.astroarts.co.jp/news/2013/04/24ps1-10afx/index-j.shtml
技術のご紹介 | すばる望遠鏡主焦点補正光学系 キヤノン
宇宙の約23%を占める未知のダークマターは宇宙の起源を決め、約73%を占める未知のダークエネルギーは宇宙の未来を決定すると考えられています。そして、これら未知のものの正体を解明することが、天文学および物理学上の大きな課題になっています。
国立天文台では、東京大学数物連携宇宙研究機構と協力して、ダークマターおよびダークエネルギーの正体を究明する計画を進めています。この計画は、すばる望遠鏡に視野角を現在の0.5度角から1.5度角に拡大した新しい主焦点カメラを設置し、遠方の暗い銀河まで含めた多数の銀河を短時間に観測して銀河の形を精密に測定、さらに「重力レンズ」の効果を利用することでダークマターの3次元地図を作成して、ダークマターおよびダークエネルギーの正体を究明しようとするものです。
http://web.canon.jp/technology/approach/special/subaru.html
重力レンズ ウィキペディア(Wikipedia)より
重力レンズ(gravitational lens)とは、恒星や銀河などが発する光が、途中にある天体などの重力によって曲げられたり、その結果として複数の経路を通過する光が集まるために明るく見えたりする現象。光源と重力源との位置関係によっては、複数の像が見えたり、弓状に変形した像が見えたりする。重力レンズ効果とも言われる。また、リング状の像のものはアインシュタインリングと言われる。
【重力レンズの観測およびそれを利用した研究】
測定に近似を必要とするX線観測による質量測定と異なり、重力源の質量を直接光学的観測により測定することができる点が特筆すべき特徴である。
銀河団による重力レンズ効果を観測することで、銀河団自体の質量を測定することが可能である。この結果とX線測定によって見積られた質量を比較すると、明らかに差がある。これは銀河団周辺に分布するダークマターによる質量が寄与しているためと考えられ、すなわち重力レンズ効果はダークマターの質量測定に用いることができる現象であると言える。
2003年12月18日に東京大学などの研究グループがそれまで知られていた重力レンズよりも2倍以上光が曲がる変化を発見した。
また、重力マイクロレンズを利用した太陽系外惑星の探索をPLAN、OGLE、MOAなどのチームが行っている。
クエーサー ウィキペディア(Wikipedia)より
クエーサー (Quasar、QSO) とは、非常に離れた距離において極めて明るく輝いているために、光学望遠鏡では内部構造が見えず、恒星のような点光源に見える天体(quasi-stellar radio source)のこと。Quasar、QSOという呼称は quasi-stellar radio source(準恒星状天体)を縮めたものである。日本語では準星などと呼ばれていた。スペクトルの電波部分が弱いクエーサーのみを区別してQSOと呼ぶ場合もある。また、以前はクエーサーがホワイトホールであるとする説もあった。
現在では活動銀河核の一種とされ、性質の類似から、クエーサーと比べて比較的近傍に存在する活動銀河核を持つ銀河の一種である「セイファート銀河」と同じ種族を構成すると考えられている。
クエーサーのスペクトルは大きな赤方偏移を持っている。この大きな赤方偏移は、クエーサーが地球から極めて高速で遠ざかっていることを意味するので、ハッブルの法則によりクエーサーは極めて遠い場所に存在することがわかる。クエーサーは非常に遠方にあるわりには明るく見え、実際の明るさを考えると典型的な銀河の100倍程度のエネルギーを放出していると考えることができる。
クエーサーの中には明るさが急激に変化しているものがある。これはクエーサーの本体が非常に小さいことを示唆している。
2007年6月11日には、最も赤方偏移の大きいクエーサーとして z = 6.43 のものがカナダ・フランス・ハワイ望遠鏡(CFHT)によって発見された。
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『望遠鏡400年物語―大望遠鏡に魅せられた男たち』 フレッド・ワトソン/著、長沢工・永山淳子/翻訳 地人書館 2009年発行
銀河とともに歩む――500年後に向かって (一部抜粋しています)
私たちに宇宙の起源と進化を教えるのは科学的宇宙論である。最新の研究は、ビッグバンが137億年まえに起ったものであり、その数値に含まれる誤差は2億年程度に過ぎないことを示している。宇宙論はまた、宇宙にはおそらく1000億個くらいの銀河があり、1つ1つの銀河はざっと1000億個ぐらいの恒星を含んでいることを述べている。妙な一致であるが、1000億という数字はまた人間の脳細胞の概数でもある。
20世紀が進むにつれて、優秀な頭脳は、宇宙論の新しい問題に取り組むようになった。積み重ねられた証拠は、宇宙には目や望遠鏡に入るもの以外に、ある種の隠れた物質が、見えている物質以上に宇宙を支配していることを示唆していた。たとえば、銀河は、恒星やガスがすべてまとまっている場合に回転するはずの速さより速く回転していることが1970年代から知られていた。銀河を囲む謎の暗黒物質のハローがないと、銀河はすぐばらばらになって飛び散ってしまうだろう。
1990年代に事態はさらに複雑になった。非常に遠くで爆発した星々の観測から、宇宙の膨張は時の経過とともに重力の効果で徐々に減速するのではなく、現実にはスピードアップしていることがわかった。これにより、ダークエネルギー――空間自身の一種のバネの作用――が示唆されることになった。しかしその性質は、暗黒物質と同じくらい不可解で、謎の上に謎を重ねるものであった。
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きわめて重要な知見が科学の世界にほの見えたのは、20世紀後半の天文学がこの上ない興奮にあるまっただ中であった。そして、それは宇宙論学者にとってとりわけ有益なものに変った。それは、望遠鏡はまったく人間が発明して生まれたものではなく、自然自身が創り出したものだということである。
当然のことながら、ほとんどの人は、目と望遠鏡とは多くの共通点を持っていることを知っている。目も像を生成するシステムであり、もし、水晶体のレンズの焦点距離が十分長ければ、世界を拡大して眺めることもできる。生存にさらに役立っているのは普通の目に備わっている広角の視野で、せいぜいつつましいホタテ貝程度にすぎない生物の目が、小型のシュミット望遠鏡と神秘的なほど類似しているのだ。さらに、自然ははるかに大きなスケールでも望遠鏡を作ったのである。
1960年代、可視光天文学と電波天文学が協力して大きな成功を収め、新種の天体が発見された。その天体は、quasi-stellar radio source(準恒星状電波源。星のように見えるが強い電波を放射する)を発見してクエーサーと名づけられた。今ではクエーサーは、若い銀河の激しく活動している中心核であり、超巨大質量のブラックホール――宇宙にある奇妙な重力の落ち込み口で、そこからは光すら逃れることができない――からエネルギーを得ていることがわかっている。今ではクエーサーは光が消えていて、ガンマ線バースターと同様、何十億年もさかのぼった時間に対応する距離にあるものだけを見ることができる。
1979年、アリゾナ州キュトピーク国立天文台で2.1メートル(84インチ)望遠鏡を使っていた天文学者たちは、二重クエーサーを発見した。それは、天空上で約6秒角離れ、まったく同じスペクトルを持つ2つの天体であった。このように区別がつかないほど似ているクエーサーが偶然並ぶことがあるのだろうか? それは確率の法則に反しているので、空間の一種の蜃気楼であり、同じ天体が二重像として見えているのではないかと示唆した人もいた。続いて同様な他の例も現れた。その後1980年代半ば、巨大銀河団の近くに謎めいたかすかな光の弧が見られた。それらは何か? 銀河から分離したかけらの星が何十億もさまよっているのか? それとも、何かきわめて不思議なことが起こっているのか?
天文学者たちはすぐに理解した。そうだ。自分たちは、半世紀前にアルバート・アインシュタイン(1879-1955)による特別な予言が現実化したものを見ているのだ。この伝説的な物理学者は、もし、原画や銀河団のような大質量の天体が、銀河よりはるかに遠くの天体と私たちとのちょうど中間に存在していたら、その銀河は巨大なレンズの作用をして、遠くの天体の像を光の環の形に書追う点を結ばせることを示唆していた。なぜかというと、重力自体が光線を曲げるからで、これは1915年のアインシュタインの一般相対性理論から導かれる結論であり、その事実は4年後の皆既日食のときに確証されていた。この現象は重力レンズとして知られ、それが作る像はアインシュタイン・リングと呼ばれる。もし、完全に1直線上に並んでいない場合には二重像や不完全な弧が形成されるので、天文学者たちはまさにこれを見たのである。そしてもし、時に起ることであるが、間に入る銀河や銀河団が暗すぎて見えなければ、これらの二重像や弧に対する重力レンズの源をはっきり知ることはできない。
今日では、いろいろなタイプの像を生成している重力レンズがたくさん知られている。完全なアインシュタイン・リングはまれだが、遠くの銀河団の深宇宙の像にはかすかな光の弧がたくさん見られ、天文学者や宇宙論者にとって大きな価値がある。そこからまずわかるのは、見えるものも見えないものもあるが、間に入る銀河団の物質分布である。それは、宇宙における明るい物質と暗黒物質の集まり方が、遠くの天体の像の形や位置に影響を与えるからである。したがって重力レンズは、暗黒物質の性質を探る道具になる。
しかし、それよりも重要なのは、重力レンズ効果が、遠くの天体の光を増幅させることである。私たちから非常に遠くにあるために普通なら見えない銀河やクエーサーが、そこよりずっと近い銀河の重力レンズ効果で検出できるのだ。それによって、信じられないほど遠くにあるこれらの天体の虹のスペクトルを測定し、宇宙の幼年期にさかのぼって、光がその天体を離れたときの一般的な状態を探ることができる。重力レンズはまさに望遠鏡の役割を果たすのだ。生成される像はとても完全とはいえず、ごく粗雑なものである。しかし、光を増幅する点で、それは直径が数百万、時には数億光年の望遠鏡レンズの機能を果たすのである。
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どうでもいい、じじぃの日記。
ぼけっと、『望遠鏡400年物語―大望遠鏡に魅せられた男たち』という本を見ていたら、「重力レンズ」のことが書かれていた。
宇宙の星を観測しようとした場合、いろんなタイプ(可視光線・赤外線・X線・電波)の望遠鏡で見ることになる。
重力レンズを使った望遠鏡もあるのか、と思ったらそうでないのだ。
「重力レンズとは、恒星や銀河などが発する光が、途中にある天体などの重力によって曲げられたり、その結果として複数の経路を通過する光が集まるために明るく見えたりする現象」
我々は、学校でメンデレーエフの周期表を習った。宇宙を構成している元素は約120あり、大体、その元素で宇宙は構成されているものと思っていた。元素はさらに素粒子から構成されることも分かった。
しかし、宇宙は未知の約73%のダークエネルギー(暗黒エネルギー)、約23%のダークマター(暗黒物質)で占められており、我々が知っている物質は4%にすぎないことが分かった。
昔、エーテル(光を媒体させるための仮想上の物質)というのがあった。何かダークエネルギーはエーテルを連想させる。
未知の物質・ダークマターがなぜ、23%もあるんだ。
ある星(銀河団)をX線望遠鏡で見た場合と、重力レンズを通して見た場合、異なっているのだという。つまり、X線望遠鏡では見えない物質が重力レンズでは見えているのだという。
2011年12月13日、欧州合同原子核研究機関(CERN)は「ヒッグス粒子」発見の可能性が高まったと発表した。ヒッグス粒子こそが、いわゆるダークマターの正体ではないかとの見方がある。
もうすこし、長生きしたい。ダークエネルギー、ダークマターの正体を知ってから、死にたい。