アルマ望遠鏡、最高周波数帯バンド10での初成果:巨大星誕生現場に見つかった糖類分子と宇宙噴水

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2018/11/22  国立天文台

ハッブル宇宙望遠鏡が撮影した「猫の手星雲」と、その一角(NGC 6334I)で捉えられた分子輝線ハッブル宇宙望遠鏡が撮影した「猫の手星雲」と、その一角(NGC 6334I)で捉えられた分子輝線。アルマ望遠鏡とハーシェル宇宙望遠鏡の観測結果を比較すると、アルマ望遠鏡のほうがおよそ10倍もの数の分子輝線を捉えていました。 オリジナルサイズ(809KB)

アルマ望遠鏡が、計画された中で最高の周波数帯(バンド10:およそ850ギガヘルツ、波長に換算するとおよそ0.35ミリメートル)で得た、初の科学成果が発表されました。日本で製作した高性能受信機により、これまで見ることのできなかった天体のふるまいが、次々と明らかになっていきます。

恒星の周りや星間ガスに存在する分子は、それぞれの種類や周囲の温度に応じて、固有の周波数の電波、すなわち分子輝線を放ちます。周波数が高い電波の領域では、比較的高温の状態にある複雑な構造を持つ有機分子を観測できます。これまで観測できなかった周波数帯による観測は、天体の新しい側面を明らかにします。

しかし、このような周波数の電波は、地球の大気に含まれる水蒸気の影響を強く受けます。アルマ望遠鏡が置かれた南米チリのアタカマ砂漠は世界で最も乾燥した地域ですが、それでも最高周波数帯で観測が可能なのは全観測時間の1割ほどです。また、最高周波数の電波を受信することは既存の技術では不可能でした。新たな超伝導素材を用いたバンド10受信機が国立天文台の主導で開発され、新しい観測の窓が開かれたのです。

今回、さそり座の星形成領域「猫の手星雲」の一角にあるNGC 6334Iが、アルマ望遠鏡により最高周波数帯で観測されました。この天体はさまざまな観測装置で調べられてきましたが、アルマ望遠鏡はこれまで知られていたよりも10倍以上の数の分子輝線を捉えることに成功しました。その中には、砂糖の仲間のうち最も単純な構造を持つグリコールアルデヒド分子からの輝線もありました。輝線の数はあまりに多く、どの分子が出しているのか分からない輝線も多数あり、これからの研究が待たれます。

受信機開発チームを率いた国立天文台の鵜澤佳徳(うざわよしのり)教授は、「私たちが開発した受信機を使った初の成果が出たと聞いて、とてもうれしく思っています。この受信機は、超伝導素子開発に20年以上取り組んできた私の研究のひとつの集大成であるとともに、一緒に開発をやり遂げた開発チームメンバーや、チリ現地での試験観測を担当した多くのスタッフの努力の結晶でもあります。今後も、この受信機が新しい宇宙の姿を届けてくれることに期待したいと思います。」と述べています。

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