宇宙の”時の番人”パルサーを利用し、暗黒物質の可能性がある物体を検出

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　地球には原子時計が、そして宇宙には「パルサー」がある。米国の天文学者はこの宇宙の”時の番人”を利用して、「暗黒物質（ダークマター）」らしき質量をもつ物体を検出することに成功した。

　パルサーとは、高速で回転しながら電波パルスを放つ中性子星のことだ。こうした特徴ゆえに、海を一定間隔で照らす灯台のように、ここ地球を定期的に照らしている。

　その周期はマイクロ秒レベルのきわめて正確なもので、それゆえに宇宙の”時の番人”に喩えられる。

　そしてこの時の番人すら狂わせる何らかの存在は、天の川銀河にある決して目に見えない謎めいた物質の存在を伝えているのかもしれない。

パルサーを利用して、質量をもつ物体を検出する試み

　ノートルダム大学のジョン・ロセッコ教授のアイデアの基本は、一般相対性理論にある。

　それによれば、重力場の内側では時間の流れが遅くなるという。そこで、きわめて正確な間隔で地球を照らし出すパルサーの電波パルスを観察するのである。

　パルサーは高速で回転しながら電波を放出する中性子星だ。だから、回転する灯台のライトが一定間隔で海を照らすように、パルサーの電波もここ地球で一定間隔で検出される。

　１つ大事なことは、そのパルサーもこの地球も、宇宙のあらゆるものが常に動いているということだ。

　もしも、パルサーと地球との間に何らかの質量をもつ物体が割り込んできたら、きっとその重力の影響で時間が遅くなり、電波パルスの間隔に遅れが生じるはずだ。

　たとえば太陽くらいの質量があれば、パルスはほんの10マイクロ秒（10万分の1秒）ほど遅くなる。

　たとえ、そこに何もないように思えたとしても、パルスの遅れが生じる以上、そこに何かがあるはずなのだ。

　これを利用して目に見えない物体の存在を検出しようというのが、ロセッコ教授の挑戦だった。

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　それは口で言うほど簡単なことではない。今述べたように、宇宙にある物体はどれも動いているからだ。その難しさについてロセッコ教授はこう説明している。

パルサーは孤立して存在しているわけではありません。パルスを放つミリ秒パルサーの多くは、連星として存在しています。

つまり、これらは別の天体の周りを移動しているため、その運動をすべて取り除く必要があります。

また地球も太陽を公転しており、これも取り除く必要があります。これらすべての運動をクリアして初めて、実際の到着時間を知ることができます

パルサーで質量をもつ物質を検出

　幸いにして、パルサーの電波パルスのデータならある。

　今回の研究で、ロセッコ教授は、世界7カ所にある電波望遠鏡で電波パルスを観測している「パークス・パルサー・タイミング・アレイ」のデータを分析した。

　その結果、そこに何らかの質量があると思しき事例が12件ほど見つかったのだ。

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これこそが暗黒物質なのか？

　問題はこれが何かということだ。

　もちろん暗黒物質かもしれない。だが宇宙をさまよう自由浮遊惑星かもしれないし、褐色矮星や白色矮星のような小さな天体も考えられる。

　ロセッコ教授も、暗黒物質であったとしてもおかしくはないとしながらも、慎重な態度は崩さない。

それらを惑星とも暗黒物質とも呼ばないよう嗜められました。質量のまとまりと呼ぶのが無難だとね。なぜなら、電波観測だけではその正体を特定できないからです。

それがが暗いのかどうかも定かではありません。褐色矮星や白色矮星のような、何か別のものだとも考えられます（ロセッコ教授）

　科学者として、ロセッコ教授は批判されることを恐れていない。むしろ積極的にほかの専門家からの意見を聞きたがっている。

それによって何を見直すべきか、そしてこの結果を批判的に見るためのヒントが得られますから（ロセッコ教授）

　この研究は、今月英国ハル大学で開催された全国天文学会議で発表された。

References:How astronomers are using pulsars to observe | EurekAlert! / written by hiroching / edited by / parumo

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