重力の話など

・重力レンズ効果で最小の｢はぐれ惑星｣を発見
https://www.gizmodo.jp/2020/11/gravitational-lens-rogue-planet.html

主星のまわりを回る、いわゆる「スーパーアース」と呼ばれている惑星は主星が発する光を惑星が遮る事で発見されています。

それに対して今回の記事は「惑星そのものが作り出す重力レンズによる増光で惑星を見つける」というものであり、まったく逆のやり方となっています。

以下、記事からの抜粋です。

つい先週『Astrophysical Journal』に掲載された新しい論文によれば、ポーランドの研究者チームが観測史上最小のはぐれ惑星の検出に成功したそうです。
どれぐらい小さいかというと、誤差も含めて地球の0.3〜2倍ほど。
データから推察するとおそらく下方の数値に近いんじゃないかと思われるそうです。
要するに、地球よりも小さい可能性が高いんですね。

こんなに小さな天体を検出するための唯一の方法は、アインシュタイン先生の一般相対性理論が提唱するところの｢重力微小レンズ効果（gravitational microlensing effect）｣しかありません。

重力微小レンズ効果とは、｢地球から見ている観測者と遠方にある光源（恒星など）との間に天体が一直線に並んだ時、その天体の重力が後方の恒星の光を曲げて確認できるもの｣だと論文著者の一人であるPrzemek Mrozさんはプレスリリース上で説明しています。

｢重力微小レンズ効果を観測するためには地球の観測者と、天体と、光源が完璧な線を結ばなければならないので、非常に稀なんです。
光源がひとつしかないと、はぐれ惑星がその前を通り過ぎるのを待つのには優に100万年待ち続けなければならないでしょうね｣。
100万年ッ！

100万年も待つかわりに、研究者たちはチリのラス・カンパナス天文台に設置されている経口1.3メートルのワルシャワ望遠鏡を、恒星が密集している銀河系のバルジに向けたそうです。
光源がたくさんあるところを狙った｢数撃ちゃ当たる｣作戦ですね。

そうしてやっと捉えた最小のはぐれ惑星は、たった42分しか重力微小レンズ効果を見せませんでした。
レンズ効果にかかった時間からは天体の質量を割り出せるそうで、天体が大きければ大きいほど長い時間がかかるのだとか。
42分は宇宙時間ではほんの一瞬にも満たない刹那で、そのことからも今回発見された惑星が極小だったことがわかるそうです。・・・

↑ここまで。

確かに地球サイズの惑星でも重力を持っていますから理論上は「重力レンズを作れる」のでしょうが、実際に光を曲げて集光させることができる、という事実には個人的には予想外のことであり少々驚いたのでありました。

なお、増光がどんな風な感じなのかは元記事にあるアニメーションでご確認の程を願います。

重力が宇宙を進化させる、と言うお話です。
↓
https://sorae.info/astronomy/20201113-quantum-fluctuation.html

オハイオ州立大学のYi-Kuan Chiang博士らは、宇宙空間を占めるガスの平均温度が過去100億年間で約10倍に上昇したことが確認されたとする研究成果を発表しました。

宇宙の温度変化を調べるのに用いられたのは、欧州宇宙機関（ESA）の衛星「プランク」と米国ニューメキシコ州にあるスローン財団望遠鏡を使った「スローン・デジタル・スカイ・サーベイ（SDSS）」です。
プランクは宇宙マイクロ波背景放射（CMB）のデータを、SDSSは宇宙の銀河分布を示す「大規模構造」と光のスペクトル情報を収集しています。

誕生した直後の宇宙の名残であるCMBからは宇宙空間中のガスの平均温度を、重力で光の波長が伸びる「赤方偏移」からは観測対象の「年齢」を推定できます。
研究グループはこれらを組み合わせることで、現在と過去における宇宙の平均温度を比較しました。
その結果、宇宙全体のガスの平均温度は過去100億年の間に現在の約200万K（ケルビン）まで10倍以上上昇したことが明らかになったといいます。
温度の上昇は今後も続くとされています。

ガスの温度が上昇する原因は、誕生したばかりの宇宙に存在した量子による密度の「ゆらぎ」とされています。
このゆらぎが存在したことでダークマター（暗黒物質）やガスが重力に引き寄せられ、銀河や銀河同士が密集した銀河団や、これらが網目状に分布する宇宙の大規模構造が形成されたと考えられています。
非常に強い重力で引き寄せられたガスが衝撃波で加熱されることで、ガスの温度がどんどん上昇を続けているとみられています。

今回明らかになった宇宙温度の上昇について、研究を主導したChiang博士は、宇宙の大規模構造理論を裏づける発見だと語っています。

↑ここまで引用です。

但し大した事ではないのですが、この説明文の中で
＞ガスの温度が上昇する原因は、誕生したばかりの宇宙に存在した量子による密度の「ゆらぎ」とされています。
＞このゆらぎが存在したことでダークマター（暗黒物質）やガスが重力に引き寄せられ、・・・
と言っていますが、
＞重力に引き寄せられ　よりは
重力で集まり　の方が妥当な表現であるように思われます。

まあ、些細な事ではありますが、、、。

実は最初に紹介したこの話
・重力レンズ効果で最小の｢はぐれ惑星｣を発見
https://www.gizmodo.jp/2020/11/gravitational-lens-rogue-planet.html
↑
どこかで同じ話を聞いたなあ、と思っていたのです。
それで、その「同じ話」はこれでした。
↓
・ダークマターは原始ブラックホールではなかった!?
https://www.nao.ac.jp/news/science/2019/20190402-subaru.html

いっぽうは「はぐれ惑星探し」、もう一方は「原始BH探し」ですが、探し方は全く同じです。

ただポーランドの方々は「天の川銀河のバルジ」に「口径１．３ｍの望遠鏡を向けた」のですが、すばる望遠鏡はアンドロメダ銀河を使って同じやり方をした、という訳です。

それで、タイミングとしてはすばるの方が早かった、そうしてすばるも「一つ例を見つけた」のでした。

ポーランドの方々も一つ例を見つけて、「はぐれ惑星だ」と言っていますが、すばるが見つけたものも含めてそれが「はぐれ惑星」なのか「原始BH」なのかは「現時点では不明である」というのが正解かと思います。

ただ見つけたものが「原始BHだった」としてもそれは当方が主張しているような「プランクスケールの原始BH」ではなく、したがって「ダークマターを見つけた」という事にはならないと思っています。

https://www.gizmodo.jp/2021/02/ancient-galaxy-with-a-halo.html

『・・・ところが、新しく発見された星たちは銀河の中心部から遠く離れたところにありました。あまりにも遠いので一見銀河と関係がないように見えるのですが、まるで排水口のまわりをぐるぐる回る水のようにほかの星たちと連動しているために、まぎれもなくTucana IIの一部だとわかったそうです。

なぜ銀河の中心からそんなに遠く離れていても銀河の外へ投げ出されないのか。その謎を説明できるのが｢ダークマターハロー｣です。

ダークマターハローは、平たく言えば物質の集まり。ダークマターと、ふつうの物質でできたガスや塵が集まっている領域で、見えないながらも銀河の一部として存在し、強い重力を及ぼして天体の動きを支配しています。ダークマターハローがあるからこそ、銀河の外縁に存在している恒星も銀河の重力から逃げ出せないんですね。このダークマターハローの存在を考慮すると、Tucana IIは以前考えられていたよりも3倍から5倍の大きさであることがわかったそうです。・・・』

↑
ダークマターは姿を見せないくせに、いや、姿が見えないくらいにそれぞれは小さくて重力以外の力では相互作用しないので、この宇宙で通常の物質たちが銀河などの形を作り出すことに対して非常に効果的に援助する事が可能になっています。