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講義No.02876

すばる望遠鏡が見つけた128億年前の宇宙の謎

日本が所有する最大の天体望遠鏡「すばる」

 「すばる望遠鏡」は口径が8.2メートルある日本が所有する最大の望遠鏡で、ハワイのマウナケア山頂に設置されています。世界最大級の望遠鏡のなかでも、画質の良さには定評があります。光を集める鏡が1枚板であること、視界を悪くする原因である空気の「ゆらぎ」を軽減するために、ドームを半球型ではなく、風の通り道に配慮した茶筒型の設計にしたことなどで、高い解像度を実現しています。

ガンマ線バーストとは何か

 ガンマ線バーストとは、大質量星がつぶれるときに強烈なガンマ線やX線のビームを発する宇宙最大の爆発現象です。爆発後、時間とともに暗くなる可視光の残光をともないます。ガンマ線バーストの残光を分光(光を「スペクトル=色の帯」に分けること)すると、周りの物質中の原子に固有の波長が吸収されるため、周囲の物質の成分を分析できます。また宇宙は膨張し続けているため、光源が遠いほど光の波長が伸びるので、その伸びから光源の距離を知ることができます。ガンマ線バーストはとても明るいため、宇宙の果ての近く(つまりビッグバンのすぐ後)まで観測することができるわけです。
 ガンマ線バーストは、週に1回程度観測されますが、いつ、どの規模のものが起きるかは予測できません。

ガンマ線バーストをすばる望遠鏡で観測

 2005年9月にすばる望遠鏡で観測したガンマ線バーストの残光のスペクトルを解析すると、バースト源は128億光年の距離にあると判明しました。ビッグバンからまだ9億年しかたっていない時に起きた、最遠のガンマ線バーストだったのです。また酸素や炭素、珪素(けいそ)などが検出され、128億年前に宇宙がどのような成分で構成されていたのかが読み取れたのです。現在、最遠記録は更新されましたが、データの精度ではこれを超えるものはありません。
 この成果は、すばる望遠鏡が高い性能を持っていたために得られたものです。宇宙の研究において、すばる望遠鏡をはじめ日本の技術が大きな役割を果たすことが今後も期待されています。

重力波源を探せ!

夢ナビライブ2016 東京会場

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重力波を生出す中性子星連星の合体

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重力波源を特定する装置

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この学問が向いているかも 宇宙物理学、天文学、宇宙工学、物理学

東京工業大学
理学院 物理学系 教授
河合 誠之 先生

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メッセージ

 入学の時にはっきり決めていなくても、大学に入ってから勉強したいことや面白いと思うことを見つければよいと思います。宇宙に関心があったら、本を読んだり、天文台や科学館に行って、積極的に探してください。そして英語は避けずに学びましょう。NASAのサイトなどで一般向けに書かれた世界中の最新情報を見ることで、知識も視野も広がります。宇宙の研究は、ここ20年ほどで大きく進歩しています。今まで信じられていたことが一つの研究でひっくり返るスリルがあるのです。

先生の学問へのきっかけ

 私が小学生の頃は『鉄腕アトム』が人気で、子どもの頃から宇宙や物理に興味があり、宇宙に関する本を多く読んでいました。また、大学進学を迎えた1970年代は、物理学が目覚ましい進歩を見せている時代でした。そして、大学院に進むときには、ブラックホールなど人間の想像力を超えた天体を観測するためのX線天文衛星が日本で初めて打ち上げられる、まさに宇宙に目を向けるべき時代を迎えていました。研究室を訪問して「新しく開かれていく分野がそこにあるのだ」と感じ、この道を選び、歩んできました。

先輩たちはどんな仕事に携わっているの?

大学教員/研究機関研究員/メーカー研究開発部門/コンサルタント/金融/宇宙開発ベンチャー/IT起業など

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河合 誠之 先生がいらっしゃる
東京工業大学に関心を持ったら

 東京工業大学は、1881年の創立以来理工系総合大学として時代を切り拓いてきました。2016年には、大隅良典栄誉教授がノーベル生理学・医学賞を受賞するなど世界トップレベルの研究を行う大学として高い評価を受けています。現在、本学は日本初となる学部と大学院を統合した「学院」を設置するなど、大きな改革に取り組んでいます。学生が自らの興味に基づいて体系的に学べるカリキュラムを用意するとともに、全ての人がベストパフォーマンスを発揮できる教育・研究環境を実現して、よりよい未来の創造に貢献する人材を育てます。

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