高エネルギー宇宙線観測で、暗黒物質(ダークマター)の正体に迫る (10月26日 NEWSALT ニューソルト
高エネルギー宇宙線観測
宇宙航空研究開発機構(JAXA)と早稲田大学は、国際宇宙ステーション(ISS)の「きぼう」モジュールの
船外実験プラットフォームに「高エネルギー電子、ガンマ線観測装置(CALET)」を設置し、宇宙を飛び交う
高エネルギーの宇宙線(電子やガンマ線、陽子・原子核成分)のエネルギー量とその種類や飛来方向の
高精度測定を、世界に先駆けて開始したと22日に発表した。
CALETを用いた観測で、
(1)高エネルギー宇宙線の起源と加速のしくみ
(2)宇宙線が銀河内を伝わるしくみ
(3)暗黒物質(ダークマター)の正体
などの「宇宙の謎」の解明を目指す。
CALETは、今年8月に「こうのとり」5号機で種子島宇宙センターから「きぼう」に運び込まれた。
その後、観測機器の初期検証作業を終え、現在は検出データの較正・検証作業を進めている。こ
の初期検証段階で、すでにテラ電子ボルト(TeV:1兆電子ボルト)領域の電子候補が観測されている。
CALETのデータの較正・検証作業後、定常観測に移行し、2~5年にわたる観測で高エネルギー宇宙現象の解明を目指す。

高エネルギー宇宙線は、空気にぶつかると二次粒子を発生させて高エネルギーでは
なくなってしまうが、大気圏外なら直接測定することができる。
しかし、高エネルギー宇宙線を測定することで、
ダークマターの正体が本当に分かるのだろうか?見つければ大発見になる。


銀河団衝突でも、ダークマター同士はすり抜ける (3月30日 アストロアーツAstroArts)
銀河団同士の衝突現場
今回の研究対象となった銀河団同士の衝突現場。ぶつかって動きを妨げあう高温ガス(ピンク)とダークマター(青)
が分離しているようすから、ダークマターはあまり衝突の影響を受けていないことがわかった。
(提供:NASA, ESA, STScI, and CXC)

スイス・ローザンヌ連邦工科大学のDavid Harveyさんらは、ハッブル宇宙望遠鏡とX線天文衛星「チャンドラ」の観測
をもとに、銀河団同士の衝突現場72箇所における銀河、高温の銀河間ガス、ダークマター(正体不明の重力源)
の分布を調べた。その結果、ダークマターは銀河と離れずに分布していることがわかった。
これまでの研究で、銀河団同士が衝突するとガスはぶつかって動きを妨げあう一方で、銀河そのものはあまり影響
を受けずにそのまま進むことがわかっている。今回の結果から判断すると、銀河同様にダークマター同士もあまり
ぶつからないということになる。
ダークマター同士の相互作用が弱いという研究結果は「弾丸銀河団」の観測からも得られていたが、多数の銀河の
観測から同じ結果が得られたことでその確実性が増した。
さらに今回の測定結果は、ダークマター同士の相互作用が従来考えられていたよりももっと弱いということを示唆
している。さまざまな説があるダークマターの正体をつきとめる、有力な手がかりとして期待される。

銀河には星がたくさんあるといっても、密度としては非常に希薄なものなので、
銀河が衝突しても、星が衝突することはほとんどない。
宇宙に、暗くて質量の大きな物体が数多くある可能性も否定することはできない。
そもそも、なぜダークマターの存在が予想されているのだろうか?


ダークマターの存在理由
「ダークマター(暗黒物質)の正体は何か?」より
http://www.resceu.s.u-tokyo.ac.jp/symposium/daigaku&kagaku/MINOWA.pdf

ダークマターが存在するということ自体はほぼ間違いないでしょう。
でも、未知の素粒子が本当に存在するのだろうか?
未知の素粒子は、実は多くの種類が存在する可能性だってある。
既知の素粒子で構成される、未知の安定な複合粒子があるのかも。
近いうちに、ノーベル賞がすぐにもらえるような大発見の可能性もあるが、
分かりそうでいつまでも経っても分からない可能性もある。


ダークマターの「雲」にずれ、実在の証拠か
ダークな存在を抜け出す日は近い? (4月20日 ナショナルジオグラフィック日本版サイト)
四つの銀河とダークマター
NASA/ESAのハッブル宇宙望遠鏡が撮影した、融合する4つの銀河の画像。そのうちの1つの銀河を取り巻く
ダークマターの「ハロー(かたまり)」の分布が銀河とずれているように見え、ダークマター粒子が実在する証拠
である可能性が出てきた。(PHOTOGRAPH BY ESO)

天文学者は80年近く前から、宇宙を満たす謎めいたダークマターの正体を明らかにしようと努力してきた。
彼らがダークマターの概念を思いついたのは、銀河の運動を観測すると、宇宙の質量が目に見える星や
銀河の質量だけでは説明できないほど大きいように見えるからだ。彼らはこの物質を、ビッグバンの際に
大量に生成した、重力には関わるもののどうやっても目に見えない素粒子だろうと推測した。
天文学者はこうした素粒子を直接観察できていないため、ダークマターは基本的にまだ理論上の存在である。
今回、ハッブル宇宙望遠鏡と超大型望遠鏡VLT(チリ)を使って行われた新たな観測により、ダークマターの正体
について決定的な手がかりが得られた可能性がある。『Monthly Notices of the Royal Astronomical Society』誌
に掲載された論文によると、エイベル3827という地球から約14億光年の彼方にある銀河団のダークマター粒子は、
重力以外の力を感知しているという。
この観測で実際に検出されたのはダークマターの異常な分布だ。通常、ダークマターは銀河を取り巻く巨大な
「ハロー(かたまり)」を形成している。私たちの銀河系でも例外ではない。銀河系は猛スピードで回転しているので、
ダークマターの大きな重力でつなぎ止められていなければバラバラに飛び散ってしまうはずだ。けれども、エイベル
3827銀河団にある1つの銀河は、ダークマターハローの中心と銀河自体の中心が約5000光年もずれていた。
宇宙では5000光年などたいした距離ではないが、一部の理論家が主張するようにダークマター粒子が重力にしか
反応しないのなら、この距離はゼロでなければならない。
理論家の中には、ダークマターは重力以外の力も感知するはずだと予想する者もいる。20年ほど前から、ダークマターは
「WIMP(weakly interacting massive particles:(相互作用が〈電磁相互作用と比べると〉弱くて重い粒子)」
であると考えれば、その性質をうまく説明できるという説が有力になってきている。
WIMPは、重力だけでなく、原子核のβ崩壊などを引き起こす、いわゆる「弱い力」も感知するとされている。
今回の発見は、ダークマターがWIMPからできていることを示す最初の経験的な証拠となるかもしれない。
研究チームを率いたダラム大学(英国)計算宇宙論研究所のリチャード・マッシー氏は、検出されたダークマターの
雲のずれをうまく説明するには、この雲がエイベル3827の中心にあるもうひとつのダークマターの雲の中を
通り抜けているところだと考えればよい。なんらかの力が働いて2つの雲の間に摩擦が生じ、一方のダークマターの
動きが遅れたために銀河の中心からずれたとマッシー氏らは主張するものの、その力の正体については不明だという。
この力はダークマターを直接見えるようにするものではないが、謎に包まれたダークマターに光を投げかける。



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舞尾 空

Author:舞尾 空
・性別:男
・年齢:47歳
・職業:サラリーマン
・血液型:O型

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