ブラックホールは未知の領域

ブラックホールについては、さまざまな情報を聞いたことがあるのではないでしょうか?

実際ブラックホールとはどんなものなのでしょう?

未知の領域であるブラックホールについてお話します。

 

 

 

・ブラックホールって何?

ブラックホールといえば、暗くて大きな空間のような穴が開いているという感じがしますよね。

名前からだいたいの方がイメージするのはこんな感じかと思われます。

しかし、ブラックホールとは天体なのです。

どういうことでしょう?

 

それには超新星が関わってきます。超新星とは急に星が明るく光りだすことを指します。

まるで星が生まれたように見えるためこの名が付きましたが、これは星の最後の光。星の一生が終わった最後の状態です。

太陽の20倍以上のような重い星は、超新星爆発を起こしたのちに、中心核が残されます。

この中心核は自分の重力に耐え切れず、押しつぶされていくのですが、限界まで押しつぶされたときに密度が大きい天体のことをブラックホールと呼びます。

重力が非常に強いブラックホールだと、重力の影響を受ける光も出てくることができないのでとても暗い真っ黒な天体となるのです。

ブラックホールが天体だったとは驚きですね!

 

 

 

・ホワイトホールもある!?

ブラックホールがあるならば、ホワイトホールもあるだろうと思いませんか?

あります、ホワイトホール!

実際はあるというか、あるのではと考えられています。

ブラックホールは光すら飲み込んでしまうほどの強い重力を持っている天体です。

吸い込んでいるというのであれば、吐き出す先があると考えられます。

それがホワイトホールです。

 

また、ブラックホールとホワイトホールをつないでいる空間があると考えられていて、そのパイプはワームホールといわれています。

このワームホールを通ればワープができるかもしれない!とタイムマシンを考えたアメリカの相対性理論研究者たちもいました。

ただ、実際はホワイトホールの確認ができていないこと、物理的に考えられない設定であることにより実現は難しいといわれています。

タイムマシンが本当にあったら、あなたはいつの時代に行ってみたいですか?

 

 

 

 

・巨大ブラックホールの存在

ブラックホールといっても大きさが異なり、巨大ブラックホールの存在も考えられています。

地球がある太陽系は銀河系(天の川銀河)にあります。空に見える天の川、これは太陽系のある銀河が見えています。

2000億もある恒星の集まりなのですが、銀河系の端の方に太陽系があるので地球から見えるのです。

 

銀河系は中心があり、早い速度で回転しています。現在銀河系の中心はいて座にあり、非常に強い電波を出している場所があります。その場所の中でもいて座A*(エー・スター)が銀河系の中心である巨大ブラックホールだといわれています。

いて座A*付近の狭い範囲には、太陽の300倍ほどあると考えられる質量があるとわかったことで、この場所にはブラックホールが存在していると予想されるのです。

さまざまな銀河の中心には、このような巨大ブラックホールがあると判明しています。

 

 

 

 

・もしやすでにブラックホールにいるのでは?!

どういうこと?と思いますよね。

この宇宙が誕生したのはビッグバンが起きたからというのは聞いたことがあるでしょうか?

大爆発が起きて宇宙ができたという話です。

ただこの大爆発、ブラックホールの中で起きたのではないか?と考えられているところもあります。

それはビッグバンが起きる前、宇宙のエネルギーが圧縮されていたと考えると宇宙全体の膨大なエネルギーを存在させていられる場所はブラックホールしかないのではないか?ということからきています。

宇宙は一つではないと考えている物理学者が多くいる現在、もしかするとこの地球がある太陽系が存在している銀河系含め、この宇宙は別の宇宙のブラックホールにいるのではないか?と考えられています。

ブラックホールの中にいるなんて、考えたこともなかったので不思議すぎる話ですよね。

 

 

 

・ブラックホールを活用?!

ブラックホールは非常に強い重力があります。これは何かに活用できないのでしょうか?

 

ブラックホールの中は時間がゆっくり進んでいくので、年齢を重ねる速度も遅くなります。そのため寿命が長くなることから不老不死になるといわれています。また、惑星がぶつかってくるなどの心配もないので安心して過ごせることもあり、宇宙人はブラックホールに移住している可能性があるという説も。

ブラックホールにはとても安定している場所があるので、軌道に乗れればブラックホールの中を周回することができるのですがこれは高度な技術がないとできません。

これほどの技術があればブラックホールに住む選択をするという宇宙学者もいます。

 

また、ブラックホールにあるホーキング放射エネルギーを活用するという話もでています。

ホーキング放射とは、ブラックホールが強い重力で吸い込む反対に、エネルギーを放射して消滅するという説を唱えたホーキング博士によるもの。人口ブラックホールでは確認できたホーキング放射エネルギーをどのように活用するかはまだわかりませんが、このエネルギーが注目されています。

 

未知の領域であるブラックホールにはたくさんの夢が詰まっているのですね!

 

 

 

いかがでしたか?

宇宙についてまだわからないことがたくさんありますよね。

話が大きすぎて、私たちはとても小さく見えます。悩みなんて、さらに小さなものですよね(笑)

 

これから科学の進化でさらに新事実が発覚してくるでしょう。

とても楽しみですね♪

太陽系で一番遠い惑星「海王星」

太陽系で一番外側を周っている海王星。あることは知っていても、どんな惑星か知らない方も多いのではないでしょうか?

海王星についてお話します。

 

 

 

・海王星ってどんな惑星?

まずは海王星の基本情報からですね!

太陽からの平均距離は45億445万km、大きさは赤道半径24.764kmです。

天王星よりもさらに太陽から離れました。

地球の約4倍の大きさ!質量は地球に対して17.15倍です。それでも天王星より大きさは小さいのですが、質量は大きく太陽からこれほど離れているので表面温度は摂氏マイナス220度。

寒すぎて耐えられませんね。

主な成分は、外側がガス層、下に水・メタンなど氷のマントル層で、中心核は鉄やニッケル岩石や氷などの合金でできているといわれています。

 

天王星も青みがかった惑星ですが海王星も青色をしており、その青色は海王星の方が濃く強く出ています。

これは、未知の物質によるものかもしれないともいわれています。

とても美しい色をした惑星なので、一度は見てみたいものですね。

 

 

 

・不思議だらけの表面

海王星の表面では、風が吹いているのですがその吹き方がとても不思議です。

なんと、東西南北に時速2000kmという強さの風が吹いているのです。

こんな強風では立ってなどいられません。

また大暗斑といわれている大気中の巨大な渦が観測されました。                                                 

これは1980年代に惑星探査機ボイジャー2号が観測したのですが、木星の大赤斑と似ていて巨大な台風だといわれています。

しかし、1994年にハッブル宇宙望遠鏡で観測したときには消失していたことがわかりました。

この大暗斑がなぜ消えてしまったのかはわかりません。

これだけの巨大な大暗斑が短期間で消えてしまったことは海王星の中で起きた最大の謎として残っています。

 

ものすごい速さで吹いている風と消えてしまった大暗斑、海王星の表面には不思議なことが起きているのですね!

 

 

 

・海王星の1日と1年・気になる重力

海王星の1日や重力も気になるところですよね。

自転は地球より高速です。1日は約16時間とだいぶ短めとなっています。

そして公転期間は164年と天王星よりもだいぶ長くなりましたね。

ということは、地球が太陽の周りを1周するのに1年かかりますが、海王星は太陽の周りを1周するのに164年かかるということです。

とても時間がかかることがわかります。

 

また、重力ですが地球の1.15倍となります。そこまで大きな違いはないので、海王星に降り立っても地球とさほど変わらない状態ですね。

重力問題だけでみるなら、海王星に降り立つことは可能ですが寒さなど別の問題があるので人間が住むというのは難しい惑星。

綺麗な色の惑星なだけに残念ですね。

 

・ボイジャー2号によって発見!リングの存在

さきほども出た探査機ボイジャー2号によって1989年に発見されたものがほかにもあります。

海王星のリング(環)です。

天王星と同じく、海王星にもリングが5本存在していることを発見しました。

このリングはとても薄くて暗いのですが、名前がつけられました。

その名は、ガレ・ルベリエ・アダムス・ラッセル・アラゴ。

ラッセルは海王星の衛星トリトンを発見、アラゴはパリの天文台長です。ほかは海王星を発見した3人の名前がついています。

自分の名前が惑星のリングの名前になっているなんて、ちょっと自慢ですよね!

 

このリングですが、土星のリングよりも木星のリングに近いようで、宇宙に散らばっている個体の微粒子で作られています。

太陽系の惑星は、土星だけにリングがあるのではなく、木星・天王星・海王星にもリングが存在しているのですね。

 

ちなにみ、海王星の衛星トリトンは海王星の自転とは逆に回っています。

薄いですが大気もあり、主な成分は窒素。この窒素が主な成分の大気を持った星は、土星の衛星タイタンと地球です。

                                                                                                                                                                                                                                        

 

 

・月のない日に!天体望遠鏡は必須の海王星

海王星を観測しようとしても、簡単には見つけることができません。

なぜなら、海王星はとても暗く見つけにくい星だからです。

しかも月が出ている日は、月明かりの方が明るいのでできれば月が出ていない日を狙いましょう。

 

天体望遠鏡は必須です。小型の卓上用では、残念ながら海王星をみることはできません。

初心者向けの小型天体望遠鏡で見ることができますが、できれば高い倍率の天体望遠鏡がオススメです。

ほかにも、一眼レフカメラなどに望遠レンズがついていれば写真も撮れます。

明るい星を目印にして星図を頼りにたどっていくと発見できるでしょう。                     

青く光る神秘的な海王星を観測してみると、知らなかった世界が広がるかもしれません。

ちなみに、海王星を見つけることができれば衛星のトリトンも見ることが可能です。

同時にトリトンも発見してみるとさらに楽しくなりそうですね。

 

 

いかがでしたか?

海王星は太陽系で一番遠い惑星です。地球からも遠く離れた惑星について知らなかったことがたくさんありますし、まだまだ発見できていない事実もあるはずです。

これから科学技術が発展し、さらに新しい情報を入手できる可能性も高いのでそのときを楽しみにしておきましょう。

 

 

横倒しの惑星「天王星」

天王星がどんな星なのかご存知の方は少ないのではないでしょうか?

まさかこんな形で宇宙にいるとは?!

天王星についてお話します。                                             

 

 

・天王星ってどんな惑星?

まずは、天王星の基本情報をみてみましょう。

 

太陽からの平均距離は、28億7503万km、大きさは赤道半径25559kmです。

太陽からだいぶ離れてしまいました。

天王星は太陽系で7番目の場所にいて、土星の次に大きな惑星ですが質量は地球に対して14.54倍、海王星より若干小さくなっています。

 

天王星の特徴として、一番大きなものは自転軸が98度傾いていることです。

公転軸に対しこれだけ傾いているので、天王星は横倒しになって転がるように公転しているとなります。

これはとても面白い現象ですよね。

今までの惑星とは少し違った惑星です。

 

 

・青みがかっている天王星

天王星は青みがかっている綺麗な色をした惑星です。

天王星の構造は、他の惑星のように金属や岩石で作られていません。

水・氷やアンモニア、メタンで作られていて、この構造は太陽系の中では天王星と海王星のみです。

 

天王星の青色はこの構造が関係していて、水やアンモニアが赤色を吸収してしまう性質があり、青色を反射するのです。

そのため、青みがかっている惑星として存在しています。

また、液体ダイヤモンドの海があるともいわれているため、とてもロマンチックな惑星です。

大気は水素とヘリウムが主な成分で木星や土星に似ています。この大気、太陽系で最も低い温度であり-224℃!

重力は地球の約90%ほどなので、天王星にいけば体重が少し軽くなります。

体重が気になる方は、天王星で量ったら少し気が楽になるのかも・・・?

 

 

・不思議すぎる1日と1年・昼と夜

自転が早い天王星ですので、1日の長さは17時間24分で地球よりも短いです。

ただ、地球よりだいぶ外側を公転しているので太陽の周りを1周するのに84年もかかります。

地球の1年が天王星では84年とは驚きですよね。

地球人の平均寿命のようなものです。天王星だと太陽の周りを1周するだけで人間の寿命を迎えてしまうのですね。

 

昼と夜についても面白いことがあります。

天王星の自転軸は98度傾いているとお話しましたね。

横倒しになっているので、特定の場所は半年経たないと昼と夜が変わりません。

天王星の半年とは84年の半分、42年ということになるので42年間の昼が終わると42年後でなければ昼にならないという不思議な惑星なのです。

 

 

・宇宙望遠鏡がみた天王星のオーロラ

NASAのハッブル宇宙望遠鏡は2011年に、天王星のオーロラを観測することに成功しました。

オーロラは磁場のある惑星に、太陽からくる太陽風の危険な粒子が吹き流れ乱れた磁場がオーロラとして見えることをいいますが、観測したオーロラは太陽風が出てから6週間後に天王星で観測されたものです。

天王星は特殊な磁気圏を持っているので、オーロラの発生はとても短い時間しか見ることはできません。

そのため宇宙望遠鏡が観測できたのは、とても珍しいことだったのです。

 

珍しいオーロラが発生する天王星にもリングが存在します。このリングは木星・海王星と同じくらいの大きさですが、薄くて暗いのが特徴です。

また、天王星の衛星は23個ありとても面白い名前がついていて、シェイクスピアなどの劇作家や詩人にちなんでいることが多くあります。

やはり天王星はとてもロマンあふれる惑星ですね。

 

 

・天王星観測には絶対必要な天体望遠鏡

天王星は太陽からだいぶ離れた場所で公転をしているので、肉眼で確認することは条件がそろわない限り難しいのですが、天体望遠鏡でなら見つけることができます。

しかも、公転周期が長く惑星の移動も少ないことから1度見つけてしまえばその後何度でも似たような場所で見ることができるので見つけやすくなります。

はっきりと惑星表面を確認することは難しいのですが、青緑色をした惑星があれば天王星や海王星となりますので幻想的な雰囲気を味わうことができます。

 

このように、天体望遠鏡があれば遠くの星まで見ることができるので持っていると便利です。

天体望遠鏡の種類は、口径6㎝~20㎝でこの数字が大きくなるほど倍率は上がっていきますが、明るさも暗くなり、ぼんやりと見えるようになってしまうのでそこまで倍率が高くなくてもいいでしょう。

ちなみに、天王星は双眼鏡でも見ることは可能です。観測前にある程度場所を確認してから見てみましょう。

 

 

いかがでしたか?

太陽系でも離れた場所にいる天王星なので、見つけることも難しいですが面白い自転の仕方や公転周期などを知ると、とても興味深い惑星です。

天体望遠鏡を購入した際には、ぜひ天王星を観測してみましょう。

太陽系最大の惑星「木星」

太陽系の中で最も大きな惑星である木星。

木星には不思議な模様と、土星のようにはっきりとはしていませんが淡いリングがあります。

木星の不思議に迫ってみましょう。

 

 

・木星ってどんな惑星?

木星の基本情報をみてみましょう。

太陽からの平均距離は7億7830万km、大きさは赤道半径71492km

質量は地球に対して317.83倍です。

直径は地球の約11倍なので体積も大きく地球の約1300倍もあります。

太陽系で最も大きな惑星ですが、重さは地球の約318倍しかありません。

意外にそこまで重くないのですね。

 

木星にはとても強い固有磁場があります。

周りには大きな磁気圏が発達し、木星電波を発生しています。

これは地球からも観測することができるほど強いものであり、また地球と同じく木星でも両極にオーロラの発生も見られます。

 

 

・模様が特徴的!

木星の特徴といえば、あの縞模様ですよね。

この独特な模様は、大気中に浮かんでいるアンモニアの氷でできた雲なのです。

色の違いもありますが、これは雲の粒の大きさ・雲の厚さ・元素の違いなどさまざまな要因によって差が出ています。

一番目をひく巨大なうずは木星の模様でも有名な部分ですね。

これは赤い斑点模様で「大赤斑」と呼ばれていて、さきほど出た雲によってつくられているのですが、なんと大きさが地球3つ分!

時速100kmで左まきにうずを巻いていますが、これは地球の台風やハリケーンに似ている現象なのです。

しかも、17世紀に発見されてから300年以上も存在しているといわれていて、できた原因も長期間消えない理由も分かってはいません。

 

木星の大気の厚さは約5000kmですがこのうち約9割が水素、残りはヘリウムで内部に近づくにつれ、液体水素や液体金属水素の層があります。

これは、水素が高い圧力により圧縮・液化され電気を通すことができるものとなったことをいい、

中心部は合金(岩石・鉄・ニッケル)の核があると考えられているのが木星の構造です。

 

 

・自転が早い?!木星の1日

木星は大きな惑星ですので、自転にも時間がかかるかと思われるかもしれません。

ですが、木星の自転はとても速く周期は約10時間!

1日が約10時間で終わってしまうのです。

非常に速く自転しているので、強い遠心力がかかり赤道方向に少しつぶれた形をしています。

 

ちなみに、木星の1年は地球の約12年に相当します。

木星が太陽の周りを1周する間に、地球は約12周していることになるのです。

太陽からみて、木星は地球よりも外側を公転していますので時間はかかりますが、その間に地球が12周もしているとは驚きですね。

木星は、自転軸がほぼ垂直で季節変化もほとんどありません

木星の表面温度は-140℃ですが、太陽からくる輻射熱で計算した温度よりも高いため木星の内部から熱を発生している可能性が考えられています。

 

 

 

・木星にもある淡いリングと複数の衛星

木星にもリングがあることはご存知ですか?

土星ほどくっきりとはしておらず、淡くて細いものですが3つの箇所から存在しています。

木星表面に接しているトーラス環、幅6400km厚さ30kmある少し明るい主環、外側の薄いゴサマー環。

惑星探査機「ボイジャー1号」によって明らかにされたのですが、淡すぎて木星の明かりで見えなくなってしまうほど。

このリングは、細かい岩石粒子でできていて塵の比率も高く、衛星から放出された物質と考えられています。

 

その衛星は複数あり、2018年の7月時点で79個あることが分かっています。

そのうち大きな4つの衛星、イオ・エウロパ・ガニメデ・カリストはガリレオ・ガリレイが発見したのでガリレオ衛星と呼ばれ、中でもガニメデは太陽系一番の大きな衛星で月の1.5倍、惑星である水星よりも大きいことになるのです。

 

 

 

・木星をみつけよう!

木星は明るい惑星なので、夜空で見つけやすい星です。

春は明け方に南の空・夏は20時頃南西付近・秋冬は夕方、南西の低い空に見えますが日の入り1時間~2時間程度で沈んでしまいます。                                                                                                      

木星がよく見えるのは夏の夜空ですね。

 

2018年の8月は、夜空に金星・木星・土星・火星の4つの星を南東から西にかけて同時に見ることができました。

4つの惑星が並び、同時に見ることができるのはとても珍しいことだったので、感動した方も多かったのではないでしょうか。

 

夏は、冬のように寒くはないので夜空を眺めやすい時期です。

冬は空気が澄んでいるので星は見やすいのですが、日没後数時間で木星は沈んでしまうため、観測するなら夏がおすすめです。

 

 

いかがでしたか?

木星は明るく大きな惑星なのですが、軽いとは想像ができませんよね!

不思議な模様は雲だったことも驚きです。

この模様は天体望遠鏡でも見えますので、機会がありましたら是非覗いてみましょう。

驚くほど軽い惑星「土星」

土星の形をしたアクセサリーやブランドが人気ですよね。

それほど、土星の形は人を惹きつけるものがあります。

リングがあることでも知られている土星の詳しい内容についてお話します。

 

 

・土星ってどんな惑星?

まずは土星の基本情報を確認しましょう。

太陽からの距離は平均14億2939万km、大きさは赤道半径60268kmです。

土星は木星より小さな惑星です。

質量は地球に対して95.16倍、太陽系では木星の次に大きな土星ですが、木星と同じように水素が主成分の大気とアンモニアの氷でできた雲もあり、木星と似ています。

ただ、土星には木星のような模様はありません。木星よりも雲の層が広がっていて、液体水素と液体金属水素の層が大気の下に存在しています。

中心にある核は、木星よりも大きく岩石・鉄・ニッケルなど合金でできた核があると考えられており、水に浮かぶほど軽い平均密度であるのが特徴です。

 

土星には地球と同じように磁場もあるので、オーロラをみることができます。しかも、土星のオーロラはすぐ消えることはなく、数日間続くこともあります。

 

 

・土星といったらリング

土星の特徴といえばあのリングですね!

はっきりとした大きなリングは、地球から小型の望遠鏡でもみることができます。

このリング、フリスビーのような円盤に見えるのですが実際は細いリングがいくつも集まってできています。

一部のリングとリングの間には大きな隙間があり、その状態を維持しているとても珍しいもの。

ガリレオ・ガリレイが最初に発見したのですが、リングと認識したのはオランダの天文学者クリスチャン・ホイヘンス。ただ、その際もリングとリングの間に隙間があることは確認できずにいました。

のちに、フランスの天文学者ジョバンニ・カッシーニが複数の細いリングで出来ていることを発見。最も隙間のある場所は「カッシーニの間隙(かんげき)」と呼ばれるほど。

土星のリングは複数の天文学者を虜にしたのですね。

 

リングは岩石や氷の粒の集まりで、大きさもバラバラ、水・アンモニアの氷で覆われています。

 

 

・測定が難しい土星の1日

土星の1日は測定するのが難しいといわれています。

結果からすると、土星の1日は10時間32分がほぼ正確な1日であるといわれています。

以前は、10時間39分や10時間47分といわれていましたが、イスラエルの研究チームによって、重力場の測定・惑星の形状・密度の補正で10時間32分となったようです。

 

なぜ正確な時間が分からないのかというと、土星の自転が分かりにくいという点にあります。

通常、自転をみる際は惑星の模様やクレーターを目印に確認をしています。

しかし土星の表面には目立った模様がありません。

自転速度が正確にわからず、土星の1日がどのくらいなのかはっきりとは分かっていませんでした。

研究チームによって、正確な時間がわかり今まで考えられてきた1日の時間よりも実は短かったことが判明しました。

                                                                                                

                                                

 

・リングに衛星!土星を訪れた探査機たち

土星も衛星が多い惑星で、見つかっている衛星の数は64個です。

その衛星の一部は、なんと土星のリングの中にいます。そのため、リングの形がわずかに歪んでいるのです。

衛星の中で最も大きなものは「タイタン」といい、この衛星は太陽系の衛星の中でも濃い大気を持っています。

そして地球と同じように陸とメタンの海があることがわかっており、生命が存在しているのではないかと期待が高まっています。

 

土星に向かった探査機は4機でNASAが打ち上げました。

パイオニア、ボイジャー1号・2号、カッシーニです。観測時間が短く、なかなか成果が見られなかったのですが、2004年に向かったカッシーニが初めて土星の軌道に乗ることができ、調べることができたのです。

カッシーニに搭載されていたのがホイヘンス。この探査機がタイタンに投下され、初めて月以外の衛星に降り立ったとして話題となりました。

 

 

・土星をみつけよう!

土星は明るい星です。明るさは0等級、街中でも簡単に見つけることができます。

色はクリーム色、南の方角でやや空低く輝いています。

これだけ覚えていれば見つけられるほどわかりやすい星です。

2018年10月下旬にかけて、火星と木星も同時にみることができ、土星と木星の間にはさそり座の心臓の位置にある赤い星アンタレスもあるので、星々の共演を楽しむことができます。

ちなみに、この時期は土星より火星と木星の方が明るく光っています。

 

ただし、土星は日の入りから4時間ほどで沈んでしまうので空が暗くなってきたら観察を早めに行うことをおすすめします。

11月11日の夕方あたりには、土星と細い月が接近します。

月との共演も楽しみですね!

 



いかがでしたか?

リングに隙間や衛星があるなんて驚きですよね。

土星は明るく光る惑星、夜空でとても綺麗に輝いているので見上げてみましょう。

これほど離れているのに、光が地球に届いていることのはとても神秘的ですね。