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こんにちは。紅茶大好き、宇宙ライターのたまごです。



21世紀現在、様々な宇宙の新事実が解明されてきました。



「地球は太陽の周りをまわっていた!!!」


「宇宙は膨らみ続けている!!!」


「宇宙はビッグバンから始まった!!!」



そのひとつひとつの発見が人類の胸をときめかせてきました。



しかし、新しい事実が解明されることもあれば、未解明な問題もまた増え続けているのです。



そんな未解明の問題に迫っていきましょう。宇宙の未解明問題を解決するのは、未来のあなたかもしれませんよ。





今あなたの目の前にパソコンは、プラスチックや金属などで作られていますよね?あなたの机の素材は何でしょうか?木材でしょうか、あるいは合金などでしょうか。



あなたの周りはさまざまな「物質」であふれています。公園の木も、気になるあの子も、外を走る車も、まぶしい太陽も、すべて宇宙の中の「物質」です。



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けれど、そんな「物質」は、宇宙の中の約5パーセントくらいの割合でしか存在していません。あなたが目にしている世界は、この大きな宇宙のほんの一部に過ぎないのです。



では95%は、何でできているのでしょう?



それが「ダークマター(暗黒物質)」と「ダークエネルギー(暗黒エネルギー)」です。ダークマターが、宇宙の約25%、ダークエネルギーが約70%を占めています。ダークマター、もしかしたらゲームや漫画で聞いたことがある方もいらっしゃるかもしれません。



けれど、実際はどんな物質か知っていますか?現在、最先端で研究している宇宙物理学者ですら、その詳細が分からないのが現実なのです!



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ダークマターもダークエネルギーも目には見えません。2017年現在、確立している観測方法もありません。別の言い方をすると、ダークマターは光を発することも反射することもないので観測できていないのです。だから「暗黒」物質と呼ばれているのです。(余談ですが、天文学ではよくわからないもの、よく見えないもの、黒いものに「暗黒」と名付けるので、「暗黒」とついた専門用語はたくさんあります。)



それではどうして、観測することのできていないものが「宇宙の95パーセントを占めている」とわかるのでしょうか?





スーパーコンピュータなどで宇宙をシミュレーションしていくと、どうも銀河の構造を計算すると、普通の「物質」だけでは足りないらしいことがわかっています。見えている物質の重力だけでは星は散らばってしまい、銀河を形作ることができないのです。そこで考えられるのが、光を通さず反射もしない何か暗いもの、ダークマターの存在です。



現在、「ダークマターの正体はこれではないか」という事実は解明されています。特徴についても「必ず何かがある」「たくさんある」「重力をもつ」くらいのことはわかっているのですが、本質については誰も知らないままなのです。






ダークエネルギーに至っては、ダークマター以上に正体がわかりません。新事実が少しずつ解明されても謎が謎を呼ぶばかり。それが宇宙の物質の95パーセントなのです。



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木星に吹きすさぶ嵐の上空は超高温!




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木星の縞模様をよく観察していると、縞模様のほかに丸い模様も見つけることができます。


ちょうど、木目と似たような模様をしているんです。



この丸い模様は、「大赤斑」と呼ばれています。


木星表面に見える「大赤斑」の正体は、太陽系最大の嵐によって生じる渦です。2016年夏にネイチャー誌で掲載された発表によると、この渦の上空の大気は1300℃以上の高温になっており、地球上で最も高温である溶岩よりも熱いそうです。



地球では、実感もあるように高い場所に上るほど気温が低くなりますよね。なのに木星の嵐上空では溶岩よりも熱くなっていることがわかったのです!



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実は、このように、表面よりも上空が高温になっている現象は大赤斑だけではありません。木星以遠の惑星の大気の温度が、太陽光による加熱だけでは説明できないほど高いことは、以前からよく知られていました。例えば木星の場合、太陽光による加熱だけなら高層の大気の温度は約26°Cであるはずなのに、実際の温度は420~720℃もあります。



木星の極地方に出現する壮麗なオーロラが極地方を加熱していることは分かっていますが、この現象では木星全体の温度の高さは説明できません。なんと木星、土星、天王星、海王星では1970年代からこの問題が未解決になっているのです!



現在激しい嵐によって発生した音波が上空に伝わり、大気を加熱しているのではないか、という仮説がありますが、まだまだ木星全体の上空が高温になっている理由までは説明できないようです。今後の展開が楽しみですね。




ありえない成長速度!?怪物級ブラックホールはなぜ生まれたのか?




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宇宙の暗闇の中に身を潜め、通りかかった光ですら逃がさずに取り込んでしまう宇宙のモンスターといえば、ブラックホールが有名ですね。SFやゲームでもよく出てくる天体なのでなじみも深いかもしれません。



通常ブラックホールは、その質量の大きさゆえに、光すら飲み込んでしまう天体として、知られています。そのために必要な重さは、太陽30個分以上あればよいとされています。



しかし、2015年には太陽120億個分の質量を持つ、超巨大なブラックホールが発見されました。



驚くべき部分は、大きさだけではないのです。実際にまだまだ大きなブラックホールは存在していて、2016年にはそんな通常のブラックホールのはるかに上回る、太陽210億個分の質量を持つ超巨大なブラックホールが発見されました。その怪物級の大きさゆえにESA(ヨーロッパ宇宙機関)から「眠れる巨人」と呼ばれたほどです。



ではこの太陽120億個分の質量を持つ、超巨大なブラックホールの何が謎なのか。それは恐るべき成長速度なのです。



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ビッグバンからわずか8億7500万年(宇宙の歴史全体のうち最初からわずか6%の時点)で、太陽120億個という圧倒的な大きさに成長したと考えられているのです。



これまでブラックホールは周囲のガスや星を吸い込みながらゆっくり成長すると考えられていましたが、「ゆっくり」成長していたのでは、ここまで大きくなることはできません。



これを説明しようとした仮説はいくつかあります。「生まれてからずっと、ほぼ最高速度でガスの融合を続けてきたに違いない」という説は、明るいクエーサーが噴き出す爆発的な光は、ブラックホールに引き込まれるはずだった周囲のガスを吹き飛ばしてしまうため、考えにくいものです。



「初期段階で2つまたは3つ以上の銀河が融合し、それらのブラックホールが1つにまとまった」とする説は、各ブラックホールの質量が同じでなければ成立しないので、可能性は低いです。



宇宙にたたずむ怪物級ブラックホールの生誕の秘密が解き明かされる日はくるのでしょうか?








まとめ




宇宙にはまだまだ解明されていない謎がたくさんあります。



新事実が解明されても謎が謎を呼ぶので天文学者や宇宙物理学者の仕事は終わることがありません。「すでにわかっている」事実も非常に心惹かれますが、「まだまだ分からない部分」にも魅力が多いのが宇宙なのです。