クエリ: 暗黒物質を観測する方法はある?
文章: 暗黒物質 暗黒物質(あんこくぶっしつ、 ダークマター)とは、天文学的現象を説明するために考えだされた「質量は持つが、光学的に直接観測できない」とされる、仮説上の物質である。"銀河系内に遍く存在する"、"物質とはほとんど相互作用しない"などといった想定がされており、間接的にその存在を示唆する観測事実は増えているものの、その正体は未だ不明である。
文章: STS-134 主な内容は、アルファ磁気分光器(AMS-02)とエクスプレス補給キャリア3(ELC-3)をISSに取り付けることである。AMSは反物質や暗黒物質の解明のため宇宙線を高い精度で検出する大型の観測装置であり、素粒子物理学の発展に大きく貢献すると注目されている。 文章: 銀河円盤 円盤は、バルジや円盤のより内側の部分の重力に拮抗するため回転しているが、剛体ではないため差分回転をする。光学的な観測から予想される質量分布からは、内側ほど速く回転すると予想される。しかし実際は、(差分回転ではあるものの)剛体回転に近い回転をしている。このため、光学的な観測にかからない暗黒物質の存在が仮説されている。 文章: 星間雲 星間雲の組成を分析するため、星間雲が発する電磁波の研究が進められている。星間雲を研究する方法のひとつは、ある物質のスペクトルからこの物質を特定しやすい 波長を選び、大型の電波望遠鏡や光学望遠鏡で全天を走査することである。低温の分子雲では長波長の電磁波が観察できる。さまざまな種類の分子の分布図を作成すると、分子雲の組成がわかる。高温雲ではいろいろな元素のイオンがみられ、そのスペクトルは可視光線や紫外線で観測できる。 文章: 天体望遠鏡 ニュートリノは電気的に中性で質量がほとんど0に近い、極めて軽い粒子である。通常物質とまったく反応せず、地球すらたやすくすり抜けるので容易に観測されないが、巨大な水槽に水などの液体を大量に溜め、そこを通り抜けるニュートリノがごくわずかな確率で物質と反応した際に発生するチェレンコフ光を検出することで間接的に観測している。日本では、岐阜県の神岡鉱山地下深くに超純水を用いたニュートリノ観測装置「カミオカンデ」及び「スーパーカミオカンデ」を作り、超新星爆発によって生じるニュートリノを観測するニュートリノ天文学を発展させた。 文章: 赤外線 赤外線で星や銀河等を観測することにより、他の波長の電磁波ではわからない現象を調べることができる。例えば我々の銀河系中心方向には視線方向に、可視光を吸収してしまう星間物質があるため可視光線では観測できないが赤外線を検出することにより、銀河中心付近の星の分布などを調べることができる。 文章: アイスキューブ・ニュートリノ観測所 この間接探査は、スピン依存型の相互作用をする暗黒物質(の候補)を、直接探査よりも高い感度で検知できる。太陽は、(直接検出用の)検出器内の物質(キセノンやゲルマニウム)よりも軽い元素でできているからである。アイスキューブではおよそ全体の1/4にあたる22本のストリングを用い、AMANDAよりも高い感度を実現した。 文章: 暗視野検鏡 一般的な光学顕微鏡(明視野照明)の場合、照明光の色(電球色、暖色系の白色など)の明るい背景の中に置かれた試料が光を遮り、背景より暗い様子を観察する。一方、暗視野検鏡は対物レンズに光が入らないように斜めなどから照明し、試料が散乱した光を観察する。 この場合、暗い背景に明るい試料が浮かび上がって観察される。この照明法のことを暗視野照明とよぶ。 文章: 銀河 1,000万 (10) 程度の星々で成り立つ矮小銀河から、100兆 (10) 個の星々を持つ巨大なものまであり、これら星々は恒星系、星団などを作り、その間には星間物質や宇宙塵が集まる星間雲、宇宙線が満ちており、質量の約90%を暗黒物質が占めるものがほとんどである。観測結果によれば、すべてではなくともほとんどの銀河の中心には超大質量ブラックホールが存在すると考えられている。これは、いくつかの銀河で見つかる活動銀河の根源的な動力と考えられ、銀河系もこの一例に当たると思われる。 文章: 暗黒エネルギー宇宙望遠鏡 暗黒エネルギー宇宙望遠鏡(あんこくエネルギーうちゅうぼうえんきょう、)通称デスティニー ("Destiny") は、アメリカ航空宇宙局 (NASA) とアメリカ合衆国エネルギー省 (DOE) が計画中の、暗黒エネルギーを調査する為に設計された精密な計測器を搭載した宇宙望遠鏡である。 文章: 天体物理学 天体物理学の観測の大半は電磁波スペクトルを用いて行われている。電磁波の放射以外では、宇宙の遠方からやってくるもので地球から観測できる対象は限られている。重力波天文台がいくつか作られているが、重力波で観測するというよりは、検出が極端に困難な重力波を検出するのが当面の目標である。ニュートリノ天文台も主に太陽を研究する目的で建設されている。非常に高エネルギーの粒子からなる宇宙線が地球の大気と衝突する現象も観測可能である。 文章: アクシオン アクシオンは強い磁場の中で光に変わると予測されており、この性質を利用して検出が世界各国で試みられている。たとえば東京大学のグループは、太陽から飛来するアクシオンを強磁場を印加してX線に変換し検出する試みを行っている。暗黒物質の候補にもあげられているため、京都グループはリドベルグ原子を用いて検出する独自のアイディアにより探索を続けている。アメリカのグループは、超伝導磁石を用いた強磁場の元で暗黒物質のアクシオンが電磁波に変換して検出を試みる最先端にいる。最近では素粒子実験物理学のメッカであるヨーロッパのCERNにおいても、太陽から飛来するアクシオンを大変高い感度で検出を試みる実験が進められている。 文章: ボソン星 ボソン星はビッグバンの初期段階で重力崩壊によって形成されうると考えられている。少なくとも理論上では、非常に質量の大きいボソン星は銀河核領域に存在することができ、この仮定は活動銀河核で観測される様々な特徴を説明することができる。ボソン星は暗黒物質の候補にも挙げられている。 文章: 暗黒物質 1986年に宇宙の大規模構造が発見された。このような構造を形成するための宇宙の物質の総量が見積もられたが、予想よりも質量が少ないため構造の成長には、ハッブル則から導かれる宇宙の年齢(ハッブル時間):100億 - 200億年 よりも、さらに長い時間を要すると計算された ("missing mass problem")。この少なすぎる質量を補うものとして、それまでにいくつかの研究で提案されていた暗黒物質( ダークマター)の存在が仮定された。この仮定は、いくつかのシミュレーションによってもハッブル則の範囲内で現在のような銀河集団の泡構造が出来上がることを支持している(例としてなど。)。 文章: 暗黒物質 その後、宇宙の加速膨張が発見され、さらにインフレーション理論の説明のためダークエネルギーの概念が導入された。ある計算では、ダークマターを含めた物質を約30%、ダークエネルギーを約70%にした場合にうまくいくことが確認されている。 文章: ジョージ・スムート ビッグバン理論では、初期の温度揺らぎによって宇宙の物質密度が不均一になり、星や銀河が生まれたと考えられている。スムートらを筆頭とするCOBEチームの業績の重要性は、推測に過ぎなかったこの揺らぎを実際に定量的に観測し、宇宙論を推測から大きく前進させたことにある。COBEの観測結果により、インフレーション理論や暗黒物質に関する研究も活発化した。