近傍の系外惑星探査

皆様、ご無沙汰しております。

観測装置担当の松尾です。

今週、大流行しているインフルエンザA型に感染してしまい、子どもへの2次感染予防のため、家の中で隔離されております。今日は、そんな病床からブログをお届けしています。

年末からお正月にかけて様々なメディアで太陽系外にある惑星探査の話で大きく盛り上がりました。その話の一つにあったのが、「The Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS)」計画です。

この計画は、マサチューセッツ工科大学が中心となって推進しているスペース計画で、2017年に打ち上げを予定しております。英語名の通り、ミッションの内容は、トランジットを起こしている系外惑星の探査衛星です。

ご存知の方も多いと思いますが、トランジット（食）というのは、私たちに身近な月食や日食のように、ある天体が別の天体を隠す天体現象のことを指します。例えば、日食であれば、太陽ー月ー地球（私たち観測者）の順に並ぶことによって、 太陽の光が月に隠されてしまいます。

同じように、私たち観測者と系外惑星とその親星がちょうど一直線になるときに、惑星は、その親星の光の一部を隠すために、親星の光が僅かに暗くなります。系外惑星は、親星の周りを公転していますので、公転周期ごとに親星は暗くなります。

TESS計画は、夜空に浮かぶ50万個の星を観測し、周期的な減光を調べることによって、惑星の存在を発見します。

では、今や2000ほどの惑星の発見がある中で、メディアにTESS計画は注目されているのでしょうか？

その一つの理由が、TESS計画が見つける惑星にあります。TESS計画は、精度よく星の明るさを測ることに長けています。その結果、小さな惑星が親星の前を通過することによる僅かな減光も見逃しません。つまり、地球と同じような惑星を見つけることができるのです。

また、私たちのすぐ近くの明るい星たちを観測するのに長けています。

このように、TESS計画は、生命を宿す可能性のある惑星候補を見つけてくれるでしょう。このような惑星候補は、将来のTMT計画でその惑星上の大気組成や表層環境を明らかにしてくれると期待しています。

ちなみに、このTESS計画よりもずっと前に、Kepler衛星というのが2009年に打ち上げられ、同じコンセプトで地球サイズの惑星を多数発見して大成功を収めています。

ただ、この時は望遠鏡が大きい（1m弱）ので、明るい星の観測には向いていませんでした。その代わり、同じところを遠くまで見渡すことで、惑星の統計的な研究が発展しました。

皆様もTESS計画に注目してみてください。

お役立ち情報 その１

光学など担当の岩室です。

　現在、すばるユーザーズミーティングという会合に出ています。この会合は、日本が1998年にハワイに建設したすばる望遠鏡(鏡の直径が8.2mの世界最大クラスの望遠鏡です)の使い方や、これから国際協力でハワイに建設する30m望遠鏡の状況など、様々なことが報告・議論される会合で、京都からも多くの人が参加しています。

　今回の話はこれとは全く関係ないのですが、最近思いついたちょっとしたアイデアで、まあまあ役に立っているのでメモも兼ねてここで紹介しておきます。皆さん、ビニール傘を使うことがよくあるかと思いますが、骨の先端からビニール部分が外れて捨てちゃったりしますよね。布の傘なら糸で縛って直そうかと思うのですが、ビニール傘の場合はそこまでして直そうという気はなかなか起こりません。これ、実はクリップとベンチがあれば簡単に直せます。百聞は一見しかずということで、以下の写真を見て下さい。

  ポイントは、骨の先端はパイプ状になっていて、クリップ程度の針金は２本程度は突っ込めることです。これで、ビニールが外れた程度で捨てなくても済みますので、皆さんもご利用下さい。

今後も、日常のちょっとしたアイデアが浮かんだ場合はここで紹介していきますので今回はその１としておきます。

  以下は宣伝ですが、今月末に私の所属する京都混声合唱団の演奏会があります。

京混'15　磯田先生に感謝をこめて

　　ご興味ある方はよろしくお願いします(読む頃には終わっちゃってるかもしれませんが...)。

たまには観測！

プロの天文学者は、晴れていれば夜な夜な観測していると思われているらしい。だが、一般にはそうではない。しかし、今回はそうである。とはいえ、夜な夜なではない。（なんのこっちゃ）

　

3.8ｍ望遠鏡を使って重力波天体の可視分光観測に挑もうという計画がある。本ブログでも紹介したガンマ線バーストのうち、ガンマ線で輝く時間が短い「ショートガンマ線バースト」と呼ばれる天体は有力な重力波天体候補であると考えられている。ガンマ線バースト の検出位置精度はあまりよくない。しかし、Ｘ線でその残光が検出されれば数秒角の精度で位置が決まる。（数秒角と言われてもピンとこないかもしれないが、例えば満月の直径は角度で30分角なのでその1/60が30秒角になる。）とはいえ、数秒角でも一般的な天体の分光器には広すぎる。そこで、例えば30秒角の視野内を同時に分光観測できる装置の登場となる。これがあれば、正確にはどこにいるのかわからないターゲットの分光もできてしまう。こういう装置を面分光装置という。

我々のグループでは3.8ｍ用の面分光装置を開発しており、まずは国立天文台岡山天体物理観測所の188cm望遠鏡への装着を目指している。我々の観測装置は主に３つのパートからできている。望遠鏡の焦点面に、光ファイバー127本を束ねたファイバーバンドルが設置され、これが入口のパート。これらの光ファイバーが、ずずずいーーと20ｍ以上のびている（ファイバーパート）。そしてその先は、望遠鏡ドーム床においてある分光器に入る。分光器パートは既存だけどファイバー用に少々改造が施されている。このあたりの配置については写真参照。

そういうわけで、この半年の間に2回岡山天体物理観測所に行って188cm望遠鏡に面分光装置を装着して試験観測を行ってきた（10月半ばと12月末）。とはいえ、１回の観測では2晩程なので、夜な夜なではない。京大の研究員の松林君、観測所の神戸さんや筒井さん達と観測装置の取り付け作業等を行ったり、分光器の調整をしたりした（これは昼間の作業で数日かかった）。10月10日夜には明るい星の光を分光することに成功し、無事ファーストライトを迎えた（さすが特異日！）。よく晴れれば標準星を観測して装置の感度を調べたり、暗い天体の観測を行って計算通りの感度が達成されているか調べるためのデータを取得する。また面分光なのでひろがった天体も観測して、装置の空での方向をチェックしたりする。それ以外にも、天体の導入精度や観測手順確立のためのテスト観測を行う必要もある。その他、観測データを科学的に意味のあるデータにするためには、色々なデータを取得しないといけない。例えば、波長較正といって、波長のわかっている光を面分光装置に入れて、ＣＣＤのどこが波長何μmに対応するか対応関係をつけたり、その安定性をチェックしたりする。こういった作業は必ずしも夜でなくてもよいので、もったいないから昼に観測（？）を行うことになる。

と、いうわけで、プロの天文学者は時に昼夜を問わず観測をする、のであった。

太田＠2014年12月31日

上：188ｃｍ望遠鏡と面分光装置。ファイバーバンドルは望遠鏡お尻の黄色の枠内に搭載されているが、写真では小さくて見えない。ここから光ファイバーが出て、望遠鏡背面、左に見えるピア（コンクリートの斜柱）を伝って、ピアの向こう側の分光器に入る。

下：ドーム床におかれた分光器（黄色の枠に囲まれた青い箱状のもの）。上から黒いチューブが垂れ下がっているが、この中に光ファイバーが入っていて、チューブが分光器中に入っていく。

知のバリアフリー

　今年（2014年）11月に京都大学学術出版会から『知のバリアフリー～障害で学びを拓く』を刊行し、12月10日に京都大学において山極京大総長、杉万京大理事も列席のもと記者発表を行いました。国立民族学博物館の広瀬浩二郎と私とが編者となり、京都大学の学生総合支援センター障害学生支援ルームに協力していただいてできあがった書物です。

　以下、私が中に書いたものの一部を引用します。

　私はふだん、ブラックホールに関する研究と、天文学に関する教育をしています。そういう事情なので、よく「なぜ、バリアフリーの学習教材をつくっているのですか」と聞かれます。恐らく、障害者教育は特殊な分野であり、教材づくりも、その専門家に任せておけばよいという考えが背後にあるのでしょう。

　でもそれは違う、と私は思っています。障害者が、さまざまなことに興味・関心をいだくのは当然のことです。私たちは、障害者教育や福祉のプロではありませんが、各の専門分野に関して、それなりの知識や経験があります。だから、人の興味・関心にできる限り応えるべく、障害当事者や障害者教育のプロと組んで教材づくりをしようというのが、私の活動の原点です。実際、できた教材を使っていろいろな人と会話ができるのは楽しいことです。分野を超えた専門家同士の連携は新たな意欲と発想を生み出し、さらに深い学びへと道を拓きます。

　本書は、昨年６月に開かれた京都大学バリアフリーシンポジウムにおける講演がベースになっていますが、講演者にあらためて原稿を書いていただき、また出席者数人にコラムとして寄稿していただきました。大学における障害学生支援（第1部）と「障害」で学びを拡げる実践（第2部）から構成される、類書のない、じつにユニークな本です。カバーには盛り上がり印刷を施し、手触りも楽しめるように工夫しました。ぜひ手にとってみてください。

（嶺重　慎）

物理と化学

制御担当の木野です。

　ちょっと前の話題ですが、今年のノーベル物理学賞に実用的な青色LEDの発明で赤崎氏、天野氏、中村氏の3名が選ばれました。

青色LEDやこれを応用した白色LEDは今この文章を書いているパソコン画面のバックライトをはじめ、部屋の照明や信号機など広く生活の中で使われています。

この青色LEDの開発競争は半導体材料に何を使うかが鍵で、セレン化亜鉛や炭化珪素を使った青色LEDが(輝度が低いため普及しませんでしたが)上記3氏の発明以前から研究されていたそうです。

材料となる物質の性質を解き明かしていくのは物性物理学の分野なのですが、同じことを実験を通して現象論的にアプローチしていけば化学の分野でもあります。

なので今回の青色LEDの発明は、解釈の仕方によってはノーベル化学賞の可能性もあったのではないか思います。

一方、日本人受賞者がいなかったため話題とならなかった今年のノーベル化学賞。選ばれたのは超高解像度な顕微鏡の開発です。

彼らが作ったのは蛍光顕微鏡と呼ばれる方式で、観察したい試料に紫外線を当てることで試料が出す蛍光を観察します。

紫外線をあてるスポットサイズを小さくするほど解像度が上がりますが、その紫外線の波長程度より小さくすることはできません(回折限界と言います)。

そこで彼らはスポットの周囲に蛍光を出させなくする(専門的な言葉で誘導放射を起こさせる)別の光をドーナッツ状に照射して「穴」の部分だけ蛍光を出せるようにすることで、より高い解像度を実現しました。

非常に乱暴に要約すると「像がボケるなら、ボケた部分の余分な光を消してしまえば良い」という逆転の発想です。

この顕微鏡、化学の分野で大きな貢献があったことは確かですが、原子が光を出す仕組みを上手く応用して高解像度を実現する仕組みは物理そのものです。

青色LEDとは逆に、こちらがノーベル物理学賞に選ばれたとしても全く違和感はありません。

最近は天文業界でもAstrochemistry(宇宙化学)やAstrobiology(宇宙生物学)といった分野が注目を集めています。

もしかしたら将来、地球外生命を発見してノーベル医学生理学賞なんてこともあり得るのかもしれません。

【画像】

最近購入した白色LEDの自転車用ライト、とても明るいです。

電球の柔らかい光も気に入っていたのですが、省電力で長寿命という新技術の魅力に負けました。

2014.11.18

こんにちは。野上です。

京都大学理学研究科附属天文台では、様々な広報普及活動を行っています。附属天文台には京都にある花山天文台、岐阜県高山市にある飛騨天文台の２つがあります。このうち花山天文台は９月から１１月前半にかけて、様々なイベントがありました。

　９月３日から１０月１９日にかけて、京都大学総合博物館や宇宙物理学教室、地球物理学教室などと共同で行われた博物館特別展「明月記と最新宇宙像　－千年を超えて羽ばたく　京の宇宙地球科学科学者たち－」（藤原定家の明月記(国宝)も展示されました！）、１０月４日の花山天文台で行われた天文台基金野外コンサート（シンセサイザー奏者の喜多郎さんやホーメイ歌手・全身音楽家の山川冬樹さんほかが演奏されました！）、１０月８日の天文台基金月食観望会、１０月２４日から１１月９日の花山天文台Galleryweek2014、１１月１日の花山天文台一般公開、１１月７日から９日の京都市小学校見学会(これはこの後も続きます)、その間にも別の花山天文台見学が何件かあって、、、という怒涛のスケジュールでした。へー、そんなのやってるんだ、と思われた方は、博物館特別展以外は多分来年も行われますので、どうぞ花山天文台のホームページをチェックしていてください。

これらのイベントは、大学院生もたくさん手伝ってくれて、また小学校見学会では堀川高校の生徒さんも大活躍してくれて、なんとか乗り切れたというところです。それでもなかなか人手が足りないところもあり、財源的にも厳しいので、天文台基金を通して、活動を支援して頂けると大変ありがたいです。ブログの私の前回の記事で書きましたように、今年６月まで私は花山天文台の所属だったので、これらの活動には私もずっと関わっています。

写真は京都市小学校見学会の時のもので、私が花山天文台にある45cm屈折望遠鏡の解説をしているところです。85年前の花山天文台設立時そのままの建物、屈折望遠鏡としては日本で３番目に大きな望遠鏡、望遠鏡は基本的に全て手動、現在稼動している望遠鏡としては多分日本でここだけの重力時計などなど、説明することは盛り沢山です。火星の研究で惑星気象学という分野を切り開いた望遠鏡でもあります。

こういう広報普及活動は、やっていて色々と勉強になりますし、とても楽しいものです。3.8m望遠鏡でも色々と行っていきたいと思っていますので、乞うご期待！

ハンマークラヴィーア

リーダの長田です。

プロの天文学者らしからぬ長田は、夜な夜な観測しているわけでもなく、ブログと言うと音楽のことばかり書いているらしい。いや一般にはそうではない・・・わけでもなく、むしろ全くそのとおりで、バイオリンのメニューインの話、サンサーンスの天才の話、バイオリンの弓の上下の話、チャイコフスキーの1812年序曲の話などばっかりではあるのですが、その第5弾か何かです。ここのところ、訳あって、ベートーヴェンの後期のピアノソナタをしょっちゅう聞いています（そのワケというのはNHKの火曜夜10時に放送されていたドラマなのですが、それは長くなるのでまた別の機会に）。

そして、エミール・ギレリスというすばらしいピアニスト（鋼鉄のタッチとも言われた）のCDがなぜか図書館で目に留まり、ベートーヴェンのピアノソナタ第29番「ハンマークラヴィーア」を借りてきました。するとまさにその夜に、NHK-FMの「クラシックの迷宮」という知る人ぞ知る抱腹絶倒の番組で「ロプコヴィッツ邸のベートーベン」という放送をやっていました。その番組では、最初にギレリスにも比肩できるルドルフ・ゼルキンの鋼のようなピアノ演奏がバイエルン放送交響楽団と堂々とわたりあうベートーヴェンのピアノ協奏曲「皇帝」が流れ、「しかし、こんな演奏をベートーヴェンは聴くことができたわけではない」と続いたのです。

強く張られた鋼鉄の弦をハンマーでぶったたく現代のグランドピアノは、鉄鋼業が進歩した19世紀後期の産物であり、ベートーヴェンが生きた時代には、チェンバロとは違って弱い音も（ある程度）強い音も出せますよといったフォルテピアノがやっとできて来ていたにすぎません。ピアノ曲というのはチェンバロ類似の楽器でなら何ででも演奏されうるような「鍵盤楽器の曲」だったわけです。そんな頃に、100人のオーケストラを相手にすることもできるようなピアノ協奏曲を書いたり、「ハンマークラヴィーアのために」とわざわざ注記したピアノソナタを書いたりした、それがベートーヴェンの先見の明だったのだと言えば確かにそうなのかも知れません。実際、第29番のピアノソナタは当時のピアノ及びピアニストには演奏不可能だった、そして、ベートーヴェン自身は「50年経てば弾けるようになる」と語ったそうです。

モーツァルトとベートーヴェンを比べてどちらが優れているかなんてことはわかりませんが、少なくとも、その後の大音量のグランドピアノで弾かなければ真価が発揮できないような曲を書いたという意味では、明らかにベートーヴェンは次の世代を切り拓いた作曲家であったと思います。

いったん作って出版してしまえばそれで作者の手を離れるものとは違い、望遠鏡というのはどんどん改良されていくものではあるので、一緒くたにはできませんが、3.8m望遠鏡、今の技術に合わせて作るというだけではなく、何年も先に真価を発揮するような「ぶっ飛んだ」ものにもしたいものだなあ、とも思うのです。

今流行の天文学の観測に間に合わせようなどという姑息なことはあまり考えず、将来を見通して最善の望遠鏡を作っていきたいと考えています。

写真:

ホントに「間に合わせ」の感のある箱の絵が悲しい（でも、安かったので、英語の解説がないことも含め、しかたない・・・とあきらめています、中身で勝負！）けど、ウチにあるピアノソナタの全集の中では一番気に入っています、フリードリッヒ・グルダの見事なパフォーマンスのCD。