COVID-19 に言及せずに 2020 年を言及することは困難ですが、これまで以上に多くの人類が地球の表面から離れることを望んでいたため、宇宙研究は星に関する私たちの知識を押し進め続けました。科学界の多くがパンデミックとの闘いに没頭している一方で、物理学者、天文学者、宇宙学者、その他の研究者は、宇宙とそこに住む物体についての理解をさらに推し進めていました.
これらは、私が個人的に気に入っている今年の宇宙関連のブレークスルーと研究の一部です。このリストは決して網羅的なものではありません。
目次
- 1 つのブラック ホールが沈黙する
- 2 つの中間質量ブラック ホールが発見され、再び発見
- 3 宇宙の失われた質量の発見
- はやぶさ 2 によって返された 4 つの小惑星サンプル
- 5 アレシボにさようなら
ブラック ホールは沈黙する
ブラックホールの科学に関して言えば、2019 年は超大質量ブラックホール (SMBH) の最初の直接画像をもたらした年であり、トップに立つのは常に困難な年でした。ただし、2020 年がブラック ホールの開発にとって遅い年だったという意味ではありません。
今年発表されたブラック ホール研究の最も印象的で記憶に残る例の 1 つは、宇宙の「裏庭」での「サイレント」ブラック ホールの発見でした。天の川銀河内にあり、地球からわずか 1,000 光年のところにある星系 HR 6819 の穴。
この観測は、ブラックホールがこれまでに発見された中で地球に最も近いことを示しており、ガーヒングのESOの名誉天文学者であるディートリッヒ・バーデは、それは「氷山の一角」にすぎないと考えています。
「この種の発見が初めてであるだけでなく、非常に近くにあるという点で注目に値します」と Baade 氏は述べています。 「天文学的な石のすぐ近くで最初のものを発見することは、おそらく想像できる最大の驚きです。」
ブラック ホールは現在降着物質ではないため、チームによって「沈黙」と表現されました。強力な X 線放射を生成し、これらの光を閉じ込める天体を観測可能にする破壊的なプロセスです。
「1つあるなら、もっとあるに違いない」とBaade氏は5月に述べた. 「もし地球が宇宙の中で特権的な位置にないなら —そして利用可能なすべての証拠が間違いなくそうではないことを示唆しています— これは、もっと多くの静かなブラック ホールが存在するに違いないことを意味します。」
バーデ氏はまた、現在の宇宙論モデルは、恒星質量ブラック ホールの数が 1 億から 10 億個の間であることを示唆しており、これほど多くの天体に近いものは観測されていないため、現在のモデルを確認するには、より静かなブラック ホールが「切実に必要とされている」と述べました。 「HR 6819 は氷山の一角です。氷山の大きさはまだわかっていません。」
ただし、2020 年に科学が騒ぎ立てた例は、サイレント ブラック ホールだけではありません。長い間行方不明だった中質量ブラックホールが発見されました。そして、ことわざのバスのように、1 つを何十年も待ってから、一度に 2 つを待ちます。
中間質量ブラック ホールが見つかってまた見つかった
2020 年 9 月、VIRGO/LIGO 共同研究の研究者が重力波信号に中間質量ブラック ホール (IMBH) の証拠となる信号を発見したとき、行方不明のブラック ホールはエキサイティングな宇宙科学の別の主題でした。興奮を増すために、信号はこれまでに観測された最大のブラック ホールの合体から発生しました。
合体 —重力波イベント GW190521 として特定された—は、重力波で検出され、サイズの異なる 2 つのブラック ホールの間で発生した「階層的な合体」の最初の例であり、そのうちの 1 つは以前の合体から生まれました。
フランス国立科学研究センター (CNRS) の研究者である乙女座のメンバーであるネルソン・クリステンセンは、チームの観察結果を発表する際に、「これは、私たちが通常検出するチャープのようには見えません。 「これは、何かが「爆発」するようなもので、LIGO と Virgo が見た中で最も大規模な信号です。」
検出された合体で誕生したブラック ホールは、太陽の 100 ～ 1000 倍の質量を持っているように見えます —最も可能性が高いのは 142 太陽質量 — IMBH の質量範囲に置きます — 恒星質量ブラック間の「ミッシング リンク」穴とはるかに大きな SMBH。
2020 年の初めに、別のチームが 2018 年に収集されたハッブル宇宙望遠鏡の X 線データを使用して、3XMM J215022.4-055108 (または J2150-0551短い）。
GW190521 や J2150-0551 が最初に発見された IMBH として歴史に残るかどうかは現在少し曖昧ですが、2020 年がこれらの「ミッシングリンク」ブラックホールが最初に発見された年として記録され、それらは、あらゆるサイズのブラック ホールの将来の調査に刺激的な意味を持ちます。
「中間質量ブラック ホールの起源と進化を研究することで、巨大な銀河の中心に見られる超大質量ブラック ホールがどのようにして存在するようになったのかについて、最終的に答えが得られるでしょう」と、フランスのトゥールーズ大学のナタリー ウェッブは述べています。 J2150−0551を発見したチームの一員。また、2020 年に出現した宇宙の欠けている要素は IMBH だけではありませんでした。
宇宙の失われた質量の発見
5 月、カリフォルニア大学サンタ クルーズ校の J. ザビエル プロチャスカ教授を含む天文学者は、宇宙モデルが要求するバリオン物質の欠落している半分を発見したと発表しました。
「この研究の物質は『通常の』物質です」—私たちの体、地球、そして周期表全体を構成する物質です。私たちは、この物質を「バリオン」と呼んでいます。これは、電子や陽子などのバリオンで構成された物質です」と Prochaska 氏は ZME Science に独占的に語った際に述べました。 今年初め。 「天文学者にとって特に興味深いのは、銀河にしっかりと結合している物質の割合と、開かれた宇宙にある物質の割合を確認することです。これは、銀河間媒体または宇宙ウェブと呼ばれるものです。」
チームが発見した物質は、宇宙の物質の約 85 ～ 90% を占める「暗黒物質」ではなく、私たちの宇宙進化モデルによって存在が予測されていたものの、まだ隠されていた「通常の」物質です。
チームは、謎の高速電波バースト (FRB) と、それらが検出方法として発生した銀河の赤方偏移の測定を使用して発見を行いました。 FRB は、宇宙を移動する際に遭遇するすべての原子の速度がわずかに低下するため、バリオン物質のプローブとして使用できます。
これは、上に見られるようにスペクトル分裂の中で、これらの出会いの痕跡を一緒に持っていることを意味します。これにより、チームは、拡散しているために「通常の」天文学では見えない電離ガスの雲の存在を推測することができました。
はやぶさ 2 によって返された小惑星のサンプル
日本のはやぶさ 2 探査機と小惑星リュウグウの継続的な調査は、2020 年に与え続けてきた贈り物でした。ちょうど今月、探査機は小惑星から収集されたサンプルを地球に戻しました。初めて。
探査機が小惑星に着陸してサンプルを採取したことはありますが、これらのサンプルはその場で調査されています。したがって、研究者が小惑星からの物質を「間近で見る」ことができたのはこれが初めてです。
はやぶさ 2 は、2018 年 6 月下旬にリュウグウに到着し、宇宙航空研究開発機構 (JAXA) によって数か月にわたる慎重な操縦と最適な領域の選択が行われた後、翌年 2 月に小惑星の表面に着陸しました。サンプルを収集します。
12 月 5 日にサンプルが返される前に、探査機は小惑星の表面の素晴らしい画像を送り返しました。ただし、これらの画像は純粋に審美的なものではありませんでした。リュウグウの表面のちり粒を調べたところ、日本の名古屋大学の諸田智勝を含むチームは、太陽による急速な加熱の期間の兆候を示しました。
「私たちの結果は、リュウグウが太陽の近くで軌道運動を行ったことを示唆しています。 「これにより、メインベルトから地球近傍軌道への小惑星の軌道遷移プロセスが制約されます。」
この成果は印象的ですが、小惑星からのサンプルの収集とその後の安全な地球への帰還は、はやぶさ 2 ミッションの「主要なコース」です。 「タッチダウンの最も重要な目的は、リュウグウの表面からのサンプル収集です」とモロタは説明しました。
これらのサンプルへのアクセスが、小惑星の組成に関する長引く疑問に答え、研究者がリュウグウの疑わしい年齢を確認するのに役立つことが期待されています。
リュウグウのような小惑星は、その形成時に形成されるシステムの「スナップショット」として機能できます。これは、惑星が他の天体と多くの相互作用を受けるのに対し、小惑星はほとんど影響を受けないためです。
リュウグウのサンプルが戻ってきたことと、はやぶさ 2 ミッションの継続的な成功に研究者が大喜びすることは間違いありませんが、2020 年は小惑星研究のファンにとってすべてが良いニュースではありませんでした。
アレシボにさようなら
プエルトリコのアレシボ天文台にある象徴的な電波望遠鏡は、計画された取り壊しの前に、12 月の初めに崩壊しました。 1995年のゴールデンアイで、ピアース・ブロスナンのジェームズ・ボンドとしての最初の外出でのクライマックスの戦いの設定として映画ファンにはおなじみの望遠鏡は、11月まで稼働しており、地球に近い小惑星の検出と監視に役割を果たしていました。地球に脅威を与える.
12 月 1 日に、望遠鏡の幅 305 メートルの皿の上に吊り下げられた、電波望遠鏡の 900 トンのプラットフォームが崩壊したのは、11 月にそのメイン ケーブルの 1 つが断線した後でした。
天文台を運営する米国国立科学財団 (NSF) は、同月、望遠鏡がいつ崩壊する可能性があるかというエンジニアからの警告の後、「安全上の懸念」を理由に望遠鏡を永久に閉鎖すると発表しました。
崩壊に続いて、NSF はドローンによって記録された電波望遠鏡の崩壊の悲痛な映像を公開しました。映像には、計器台が吊り下げられていた 3 つの塔のうちの 1 つの塔の上部でケーブルが断線している様子が映っています。次に、プラットフォームが下に急降下し、皿の側面に影響を与えます。
この天文台は、1963 年の建設以来、いくつかの主要な宇宙科学のブレークスルーにおいて役割を果たしてきました。最も注目すべきは、この装置による観測が、ラッセル A. ハルスとジョセフ H. タリアによる 1974 年の新しいタイプのパルサーの発見の基礎を形成したことです。この突破口により、2 人は 1993 年のノーベル物理学賞を受賞しました。
最終的には、アレシボの崩壊から何らかの良い結果が得られる可能性があります。しばらくの間、電波望遠鏡のメンテナンスについて質問があり、11 月に断線したケーブルが 57 年前の機器の構造にさかのぼるという事実は、通知とコメントを逃れていません。
その結果、さまざまな宇宙機関は、このような損失を将来回避できるように、大規模な機器や施設をより適切に維持するための努力をするよう奨励されています.
私たちのほとんどにとって、2020 年はむしろ忘れたい年になるでしょう。 「良い年」に近づいたと正直にコメントする人はほとんどいませんが、世界的なパンデミックによってわずかに妨げられたとはいえ、宇宙科学は前に進んでいます。
宇宙科学に関する私たちの知識と理解は、2020 年末には 12 か月前よりも良くなっています。これは、少なくとも、このつらい年から得られたポジティブなものです。
