子育て情報『世界初、アルマ望遠鏡の超コントラスト観測で描き出す銀河の新しい姿を発見』

2022年5月31日 14:00

世界初、アルマ望遠鏡の超コントラスト観測で描き出す銀河の新しい姿を発見

工学院大学(学長:伊藤 慎一郎、所在地:東京都新宿区/八王子市)の小麦 真也准教授(教育推進機構)を中心とする研究チームは、3C273と呼ばれる銀河をアルマ望遠鏡で観測し、特殊なデータ解析の結果、同銀河に何万光年にもわたって淡く広がる電波放射が存在することを世界で初めて発見しました。

世界初、アルマ望遠鏡の超コントラスト観測で描き出す銀河の新しい姿を発見

図1
高エネルギージェットを持つ巨大銀河の想像図。Credit:ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)

■研究の詳細
本研究で観測された3C273は地球から24億光年の距離にある銀河の中心核で、クェーサーと呼ばれる種族の天体です。その正体は巨大なブラックホールで、周囲の物質を飲み込むことで、強烈な光のエネルギーを生み出しています。世界で初めて発見されたクェーサーでもある3C273は、クェーサーでは最強の電波を放っています。そのような経緯から、何十年も研究されてきた「よく知られた」天体で、アルマ望遠鏡でも空の位置の基準としてしばしば観測されています。電波観測にとって、3C273は灯台のような天体と言えます。

車のヘッドライトを直視すると目が眩んで周りの様子が見えにくくなりますが、実は同じことが望遠鏡でも起きます。明るい天体と暗い天体を同時に検出する能力はダイナミックレンジと呼ばれ、アルマ望遠鏡では明るさの差が数100倍程度のダイナミックレンジならば精密に電波を測定することができます。一般的なデジカメのダイナミックレンジは数1,000倍とされているため、電波望遠鏡は明暗の差が激しい天体を観測するのは苦手であると言えます。

3C273はまさに、明るすぎて望遠鏡の目が眩んでしまうような天体です。全天随一のクェーサーとして長い間知られてきたにもかかわらず、中心の3C273自身が明るすぎるために、それより遥かに暗い銀河(母銀河)の姿についてはあまりわかっていませんでした。研究チームは観測データの解析にあたり、3C273自身の明るさを電波の強さの基準とする自己較正と呼ばれる方法を適用し、さらに電波の周波数や時間による変動を細かく補正することによって天体の電波が周囲に漏れ込んでノイズとなることを極力抑え込みました。その結果、85,000倍にも達するダイナミックレンジを達成し、暗い部分まで画像化することに成功しました。アルマ望遠鏡による銀河系外の観測で得られたダイナミックレンジとしてはこれまでの最高記録です。

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