最近になってやっと解明された宇宙に関する10の謎

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　宇宙の端っこについて考えて眠れなくなったことはないだろうか？それほど宇宙は無限であり、底が見えない世界なのである。嫌なことがあっても宇宙の広さを考えれば、微粒子レベルのささいなこととなるので、ある意味ポジティブを与えてくれる宇宙。

　わからないことだらけの宇宙だが、それでも、最近になって、いくつかの謎は解明された。そんな10の宇宙の神秘を見ていくことにしよう。

10. 銀河の中心に存在する奇妙な物体の正体

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　長年、G2と呼ばれる銀河の中心に存在する物体の正体について調査が進められてきた。当初、天の川にある巨大なブラックホールヘ向けて流れる水素ガス雲だと見られていたが、ブラックホールの重力に引かれたときの挙動とは異なっていた。もしそうであれば、G2は軌道上に残らず大爆発を起こしていたはずなのだ。

　しかし、この正体はカリフォルニア大学ロサンゼルス校のチームがハワイのW・M・ケック天文台の望遠鏡を使うことで突き止められた。同チームによれば、G2はガスと塵に取り囲まれた巨大な恒星であり、おそらく2個の連星が融合したことで生まれたものだという。この融合はブラックホールの重力が原因である。この種の恒星は、落ち着くまでに百万年以上もの間、膨張を続けるようだ。また、膨張するG2は、ブラックホール付近の巨大天体においてよくあるように、”スパゲティ状”に変形している。

9. 近傍の矮小銀河が星を生む力

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　天の川は重力によって銀河がまとまってできた巨大な銀河群だ。我々の住む銀河に最も近い銀河は矮小楕円体銀河と呼ばれ、天の川から1000光年隔てた矮小不規則銀河と同様に、星を形成する条件を満たしているのかどうかはこれまで謎だった。この遠方にある銀河には大量の中性水素ガスが存在しており、これが星を誕生させる原動力となっている。

　高感度電波望遠鏡で観察した結果、天の川の一定の境界内を周回する矮小銀河には、星を形成する水素ガスが存在しないことが確認された。その原因は天の川、より正確に言うならば、我々の銀河を取り巻く高温の水素プラズマのハローである。付近の矮小銀河が天の川を周回する際、その速度による圧力が中性水素ガスを散らしてしまったのだ。したがって、これらの銀河から恒星が生まれることはない。

8. 暗黒物質の量

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　最新の銀河形成理論であるΛ-CDMモデルによれば、天の川銀河の周囲に存在する伴銀河が肉眼で確認できるはずである。しかし、現実にはこれを視認することはできない。そこで西オーストラリア大学は、天の川の暗黒物質の量を測定することでその原因を究明することにした。

　暗黒物質が発見される以前の1915年に考案された技法を用いて、天の川の恒星の速度を詳細に調査し、暗黒物質の量が測定された。すると、我々の銀河にはこれまで考えられてきたよりも50パーセント少ない暗黒物質しか存在しないことが判明した。この結果に基づくとΛ-CDMモデルが予測する視認可能な伴銀河の数はたったの3つのみである。これは現実の観察とも一致している。

　また、我々が住む銀河の重力を振り切るために必要な速度は秒速550kmであることも明らかとなった。これはロケットが地球表面から離れるために必要な速度の50倍である。

7. 爆発する恒星で発生する現象

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　2013年12月、電波干渉計を用いて、新星に変わろうとする恒星を観察可能となった。これによって、高エネルギー電磁放射であるガンマ線が生まれる謎が解明されることになる。

　英マンチェスター大学のティム・オブライエン氏によれば、連星系において伴星からのガスが白色矮星の表面に降り注ぐと新星が発生する。これによって恒星表面に熱核爆発を引き起こし、時速数百万kmの速度でガスを吹き飛ばす。噴出したガスは恒星の軌道面に沿って猛スピードで移動する。白色矮星から吹き出た粒子の外側は高速で移動しているが、しばらくするとより速度の遅い物質と衝突し始める。その結果生じた衝撃によって粒子が加速し、ガンマ線を生み出すに至るのだ。

6. 月の裏側にウサギがいない理由

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　1959年、ソ連の宇宙船ルナ3号によって月の裏側の様子が明らかとなった。そこにはクレーターと山がパッチワーク状に連なっていたが、海（玄武岩の平らな暗い領域）がほとんど存在していなかった。この謎を解明したと主張するのが米ペンシルバニア州立大学の研究チームである。同チームによれば、この原因はアルミニウムとカルシウムが蓄積された厚い地殻にあるらしい。

　ある理論では、かつて火星ほどの大きさの小惑星が地球に衝突したとき吹き飛んだ破片が、やがて月を形成したと説明している。しかし、地球と月の間に自転と公転の同期が発生し、月の一方が常にドロドロに溶けた地球に面するようになった。このため地球側の月の表面は熱を保った一方、反対側は徐々に冷えていった。これが月の裏側に分厚い地殻ができた理由である。研究チームによれば、この厚い地殻が玄武岩のマグマが表面に噴出することを防いだらしいのだ。そして、メテオロイドは地球側のより薄い地殻に穴を開け、表面に噴出した。これが月に海を形成し、地球からウサギが餅をついているかのように見えるそうだ。

　しかし、最新の調査結果から、月面のウサギは内部からのマグマの噴煙によって形成されたもので、小惑星の衝突が原因ではないと主張する研究者もいる。真偽が明らかとなるには、更なる研究が必要そうだ。

5. 宇宙に遍在する光の正体

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　よく晴れた夜、空を眺めれば、そこには無数の星々が輝いているだろう。小口径の望遠鏡であっても惑星や銀河などがしっかりと確認できる。だがX線検出器があれば、夜空がぼんやりと輝いていることが判るだろう。これは宇宙X線背景放射と呼ばれている。この起源は長い間謎であった。

　しかし、NASAの探査機による調査で、そのほとんどは地球から数百光年離れた場所にある熱いガスに由来し、その残り（40%未満）は太陽系内に由来することが判明した。この熱いガスは恒星風と超新星爆発によって作られたようだ。また、太陽系内に由来するX線は、太陽風が中性水素とヘリウムに衝突した際に放出される。

4. セブン・シスターズまでの正確な距離

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　“セブン・シスターズ”の愛称を持つプレアデス星団は、およそ1億年前に形成された数百もの若い星々が集まる、いわば宇宙の実験室のような存在だと見られている。これを観測することで、星団が形成される仕組みを解明しようと試みられているのだ。また、他の星団との距離を測る基準としても利用されている。

　当初、プレアデス星団は地球から430年光年先にあると考えられてきたが、後に調査衛星ヒッパルコスが行った観測によって、実は390光年ではないかという説が浮上してきた。一見大した誤差に思えないかもしれないが、星の形成と進化の仕組みを解き明かす上では大問題であった。

　この謎は電波望遠鏡のネットワークを用いた視差分析によって解明された。地球の太陽系内の軌道の両端からプレアデス星団を観察したときのズレによれば、その距離は地球から443光年先である。このことからヒッパルコスの誤りが明らかとなり、他の118,000個の星々の距離にまで疑問が投げかけられることになった。

3. 我々が住む銀河の大きさ

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　高感度電波望遠鏡によって超銀河団の境界が明らかにされた。これによって我々が住む天の川銀河は最近定義されたラニアケア超銀河団（無限の天空を意味する）に属することが判明したのだ。

　100,000個の銀河で構成されるこの超銀河団は、約5億光年の直径と1000太陽質量を誇り、天の川はその外れに位置している。またグレート・アトラクターという銀河間空間内の重力異常についても解明が進んだ。これは我々の銀河団を内側に引き寄せ、他の銀河団の動きに影響を与えているものである

2. 地球の運命

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　天文学者は天空の考古学とでも言うべき研究を行っている。彼らは主星が死んだ後に残された惑星の残骸を調査しているのだ。その結果浮かび上がったのは、地球を待つ不吉な運命だ。

　恒星進化の最末期にある白色矮星の大気は、純粋な水素かヘリウムで構成されているはずなのだが、しばしば炭素、鉄、ケイ素などのより重い元素で汚染されていることがある。従来、こうした元素は恒星内部からの放射線によって、表面まで押し出されたものと考えられてきた。このように大気が汚染された恒星は、通常よりも高いケイ素と炭素の比率を持つ。これは岩石で構成される惑星とほぼ同じ割合である。

　こうした恒星の組成ができる原因はこれまで大きな謎であった。しかし、これは白色矮星が惑星系を飲み込んだ結果だったのだ。すなわち地球を待つ運命とは、数10億年後に死せる太陽に飲み込まれ、岩石性の汚染物質に成り下がるというものだ。

1. 銀河の終幕の姿

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　銀河が進化する仕組みを解明するにつれて、天の川銀河の運命も理解されるようになってきた。銀河の進化は、その中心に存在する巨大なブラックホールの影響を受けることがある。こうしたブラックホールは銀河から冷たいガスの一切を吐き出してしまう。これがなければ銀河は星を形成することができなくなる。

　水素分子ガスの流出は銀河の進化に関する理論においては折り込み済みの事象であるが、この流出が加速する仕組みは研究者の悩みの種だった。ところが、最先端の望遠鏡で銀河IC5063を観測した結果、中央ブラックホールから噴出する電子の高エネルギージェットが水素分子ガスの流出を加速していることが発見された。

　これは我々の天の川銀河を待ち受ける運命でもあるようだ。天の川銀河はおよそ50億年後にアンドロメダ銀河と衝突すると予測されているが、この時、銀河系の中心にガスが蓄積し、超巨大ブラックホールに力を与えることになる。これによってジェットが形成され、銀河内にあるあらゆるガスが流出してしまう。そして、新しい星が再び誕生することはなくなる。

果たしてすべては幻想なのか？

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　人類は宇宙について着々と理解を深めているかのように見える。だが、アメリカの科学者はホロメーターと呼ばれる常識を覆すプロジェクトを進めている。この目的は、実は我々が住む3次元世界とはホログラム、すなわち単なる錯覚に過ぎないのではないかという仮説を確かめることである。

　これは2次元のテレビ画面上に映るドラマの登場人物が、実際に3次元上に存在するかのように見える現象に似ている。この説によれば、テレビ画面上のピクセルがデータ点を含んでいるように、この宇宙にある情報もパケットの中に含まれているらしいのだ。テレビ画面を間近から見ればピクセルの集まりにしか見えない点も、きちんと距離を保ってみればしっかりとした映像を結ぶだろう。

　もしこの仮説が正しいのだとすれば、空間の”ピクセル”は陽子の1019分の1の大きさしかないはずだ。そして、その時、これまで人類が数千年の時を経て積み上げてきた世界の認識は、根底から覆ることになるだろう。

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