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電波天文学入門

でんぱ天文学のひみつ

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野辺山宇宙電波観測所の45m電波望遠鏡はミリ波の電波望遠鏡としては世界最大。さらには、一年中太陽だけを観測している、名古屋大学の電波ヘリオグラフもあります。ではこれらの望遠鏡で見ると、宇宙はどのように見えるのでしょうか?宇宙の様々な天体に電波望遠鏡を向けてみましょう。

太陽

電波ヘリオグラフを使うと、太陽表面の突発的な爆発現象「フレア」の発生源といわれる「彩層」や「コロナ下層」の様子を詳しく調べることができます。太陽で大規模なフレアが発生すると高エネルギー粒子が放たれ、それが地球の大気や磁場と相互作用し、人工衛星に不具合を起こしたり、地球上で停電を起こしたりします。フレアの発生のメカニズムが明らかになれば、こうしたフレアの発生を事前に予測することができるようになると期待されています。

星間ガス

可視光の望遠鏡では何もないように見える星と星の間にも、実際には希薄な星間ガスが広がっています。こうしたガスはかつて星が爆発した後の名残であり、やがて星が生まれる材料となるものです。こうしたガスは温度が低く可視光線や赤外線ではほとんど見ることができませんが、温度の低い現象をとらえることができる電波観測では、こうした星間ガスを直接観測することができます。

星形成領域

星形成領域とは、いままさに星が生まれつつある領域のことです。こうした星が生まれている領域は濃いガスやダストに覆われているため、可視光や赤外線では中をみることが困難です。電波は低い温度の物質を捉えることができるだけでなく、透過力があるためダストに覆われた、星が今まさに誕生している現場を観測することができます。さらに、分光観測により、こうした領域にどのような物質が存在するかを観測することができます。

銀河

銀河がどのように生まれ、どのように進化してきたかというのは、天文学の大きなテーマの一つです。可視光線や赤外線で銀河を見ると沢山の星々が集まって銀河を形成しているのが見えますが、電波で銀河を観測すると、そうした星々の間に多くのガスやダストが存在することが分かります。こうした銀河を取り巻くガスやダストの組成や分布を調べることで、銀河の詳しい構造や動きを理解することができ、銀河の成り立ちが明らかになることが期待されています。

ブラックホール

ブラックホールは光さえも逃れる事のできない非常に重力の大きな天体です。ブラックホールそのものは光を全く出さないために見ることができませんが、その周辺のガスからは強い電磁波がでています。
かつてブラックホールは理論上の存在でしたが、銀河の中心などでは強い磁場が発生していたり、周囲のガスが回転する様子が観測的に分かってきました。こうした観測結果から、銀河の中心にはブラックホールが存在するということが明らかになったのです。

初期の宇宙

宇宙が膨張している、という話を聞いたことがあるかもしれません。実際に、私たちの住む銀河系から遠く離れた銀河は、私たちからどんどん遠ざかっています。こうした銀河から届く電磁波は、宇宙が膨張していくにつれて引き延ばされ波長が長くなります。つまりこれはかつて赤外線や可視光線だった電磁波が、いまは波長が伸びて電波の領域で観測できるということです。ビッグバンの残光である「宇宙背景放射」を発見したのも電波望遠鏡です。

月面の携帯電話

もし、月の表面に携帯電話が置かれていたら、野辺山の電波望遠鏡で見ることができるでしょうか?実は見えます。それどころか太陽系の外にあるどんな天体よりも明るく見えるでしょう。逆にいえば、天体から届く電波は非常に弱いといえます。電波で宇宙を観測するために、巨大なパラボラアンテナが必要なのはそういう理由です。

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