ガンマ線バーストと残光と3.8m望遠鏡

　ボードの吉田です。本日はガンマ線バーストについて、おはなししようと思います。

 

3.8m望遠鏡の観測対象の一つは、ガンマ線バーストと呼ばれる天体現象である(*)。ガンマ線バーストとは、宇宙の一角から突然強力なガンマ線が地球に降り注ぐ現象である。

 

　このガンマ線バースト、1960年代にアメリカの核査察衛星が発見したのは、あまりに有名な話である。ソ連の核実験を監視（核実験をすると大量のガンマ線が出る）していたアメリカの軍事衛星が、突然、目もくらむようなガンマ線が空から降り注ぐのを観測したのだ。軌道上で核実験か？　一体どこで？　だが、軍事衛星はその後も次々と空からやってくる超強力なガンマ線を捉え続けた。これは自然現象に違いない。この結論が得られるまで5年の歳月を要した。かくして1973年、正体不明の自然現象―ガンマ線バーストが世に知られることとなった。

 

　天文学・物理学業界は、騒然となった。こんな現象は、誰一人として予想していなかった。天体がガンマ線を出すというだけでも驚異なのに、空の一点から、衛星のガンマ線検出器が一瞬で飽和してしまうほどの強力なガンマ線が来るとは！　しかも、あっという間に消える。一体何なんだ。数々の理論が提唱され、観測機器が開発された。

 

　だがそれから実に30年間、問題は解決しなかった。ガンマ線観測専用の科学衛星がいくつも打ち上げられた。確かにガンマ線バーストはたくさん検出された。

データは膨大に蓄積された。しかし、いくら観測してもその正体が分からない。
そもそも、これが太陽の近くで起こっている現象なのか、宇宙の果てで起こっている現象なのか、それすら分からない。ガンマ線放射源のエネルギーにして、実に100億×100億倍（！）近い不定性があった。こんな根源的なレベルで分からない天体現象も珍しい。それが30年近くも続いたのだ。

　そして1997年。世の中は変わる。この年の2月28日、ガンマ線バーストが起きた。観測した衛星がこのバーストを素早くX線でも観測したところ、強いX線源を見つけた。早速、地上の望遠鏡がその位置に向けられた。すると、それまで何もなかったところに可視光で光る天体があるではないか！　それはみるみる暗くなり、すぐに見えなくなった。ガンマ線バーストの「残光（アフターグロー）」の発見である。ガンマ線バーストは、何と可視光の残光を残すのだ。可視光で詳しく調べればガンマ線バーストの正体が分かるかもしれない！　天文学者達は望遠鏡を用意して待ち構えた。そしてその年の5月8日、再びガンマ線バーストの可視残光が捉えられた。その残光が消えた後、そこにはかすかにぼーっと光る天体があった。それは、何十億光年も彼方の銀河であった。ガンマ線バーストは、はるか彼方の銀河で起こっていた現象だったのである。

 

　その後、世界中で、ガンマ線バースト残光の観測研究が精力的に行われた。X
線、可視光、電波などさまざまな電磁波を出す残光は、ガンマ線だけでは到底分からない数多くの物理情報を与えてくれた。その結果、ある種のガンマ線バーストは遠くの銀河で起きる星の大爆発であることが分かった。宇宙最大の爆発現象である。人類は、発見から30年以上を経て、ようやくガンマ線バーストの正体をつかみ始めたのだ。

　しかし、新たなナゾも数多く発生した。一体どうしてこんな強力なガンマ線が出るのか？　どんな星が爆発すればこんなことが起きるのか？　星の爆発では説明できないガンマ線バーストもあるが、その正体は何か？　宇宙最初期に生まれた星もガンマ線バーストを起こすか？　これらのナゾは今でも解決されていない。解決のカギは残光観測だ。

　ガンマ線バーストは何の前触れもなく突然起こるし、どこで起こるかも分からないし、おまけにすぐに消えてしまう。だからこそ、日本上空で発生したときに、すぐに観測できる体制を整えておかなくてはならない。機動性があり、大集光力を持ち、最先端の観測機器を搭載した望遠鏡。それこそ我らが3.8m望遠鏡である。ガンマ線バーストの解明は、3.8m望遠鏡の大きな使命の一つなのだ。
 
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　華々しい爆発だけをいくら見ていても、ガンマ線バーストの正体は分からなかった。爆発の残滓、消えゆく残り火が、その正体を垣間見せた。3.8m望遠鏡は、そんな残光を追いかけ、さらに深くその正体に切り込んでいくだろう。

 

(*) http://sarif-report.blogspot.jp/2012/12/20121130.html

 

To err is ...

　プロジェクトリーダの長田です。

 

　先日、らららクラシックというNHK教育テレビの番組で、サン=サーンスが日食を見ている写真がありました。
彼は2歳でピアノを始め、3歳で作曲をしたという、モーツァルトなみの神童で、さらに天文学・数学・文学などにも造詣が深かったとのことでした。
フランスというのは数学や自然科学への興味を持ったえらい人が出ている国ですね。

　オーギュスト・コントという偉大な哲学者もその一人で、ウィキペディアによると、「一般労働者向けの天文学の講義を18年間継続して運営した」のだそうです。

ただ、私が彼の名を知ったのはそういうまともな道筋ではなく、サイモン・シン著（青木薫訳）の「宇宙創生」の中に紹介されている1842年の彼の言葉「星の形状、星までの距離、星の体積やその運動を知るためにはどうすればよいかはわかるが、星の化学的ないし鉱物的な構造については、われわれは永遠に何も知り得ないのである」からです。
星の化学組成なんかいつまでもわからないよ、というわけです。
もっぱら星の位置を知り天体力学によって宇宙を解き明かそうとしていた当時の天文学にとっては確かにそうだったのでしょう。
ところが20年も経たないうちにブンゼンとキルヒホッフが太陽にナトリウム Na を発見したのでした。19世紀の分光学の勝利です。

　つくづく「過ちは人の常」ということわざを思い知らされるとともに、自然やこの世の仕組みが人間の想像力をはるかに越えていることの例ではないでしょうか。

　なお、太陽のスペクトルをとると、写真のようにナトリウムに特徴的な吸収線がくっきりと現れます。

こういった分光を武器にして天体をさぐるのはこの3.8m望遠鏡でもさかんに行なっていく予定です。

　蛇足です。この表題の「To err is 」から続く文句はしばしばパロディの種にもなっていて、私が初めてこの文句を見たのはある大学の計算機の部屋に掲げてあった

「To Err is Human. To Really Screw Up, You Need a Computer. 
人は過ちをおかす。しかし物事を本当に台無しにするには計算機が必要だ。」
でした。

                                       

写真説明：

京大理の附属天文台（飛騨天文台DST）で撮影された太陽のスペクトル。

右のだいだい色のところにナトリウムの「指紋」とも呼べる波長589.0ナノメートルと589.5ナノメートルの2本の吸収線が見える。

3.8m望遠鏡の完成予想図

制御担当の木野です。

 このSARIFのWebページには「こんな望遠鏡を作ります!」っていう絵が無いですよね・・・。

これまでの研究発表会や広報活動でも、ずいぶん以前に作った完成予想図を使ってきましたが、より詳細な設計が進んできたので、これを機にいろんな部品たちの図面を集めて完成予想図を作りなおしてみました。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

これが、我らが3.8m望遠鏡の姿です。

高さが8m、全幅が7.3mくらい、図面をもとにしているので形はかなり正確ですが色は変更するかもしれません。

リアルな絵にしてみると実感がわいてきますね。

それに自分が担当している場所が目に見えるとやる気も出てきます。

 

もちろん、絵に現れない細かな部品やソフトウェアなどにも開発しなければならない要素はまだ沢山あります。

望遠鏡本体以外にも、星の光を分析する装置(青色の台の上に載せます)や、ドーム・観測棟なども必要です。
お絵かきはこのあたりにして、文字どおり絵に描いた餅にならないよう、研究・開発を進めていきます。

京大バリアフリーシンポジウム

　ボードの嶺重です。

　「バリアフリー」ということばで、戸惑われた方がおられるかもしれません。私はここ数年、バリアフリー天文教材プロジェクトを推進しています。これは、視覚障害者を含め誰もが使える天文学習教材を開発するもので、念願の「絵本」を完成したことは、昨年、書きました（2012年11月19日）。

　京大内外で、そうしたバリアフリー活動を進めておられる方が他にもおられます。また全国の大学で、障害学生支援にあたっておられる方も増えてきました。そのような方々に声をかけまして、京大で最初となりますバリアフリーシンポジウムを、今年の6月29-30日に開催することになりました。

　シンポジウムの仕掛け人の一人に、広瀬浩二郎さんという方がいます。京大最初の全盲の学生で、現在は国立民族学博物館のスタッフとして「さわる文化」の普及に全力を注いでおられます。関西テレビが広瀬さんの活動に関心をもちまして、6月6日に行われたシンポジウム記者会見でも取材が入りました。

　「障害者」と聞くと、「かわいそう」とか「がんばっている」という印象をもつ人が大半でしょう。でも、それはどこか違うということを広瀬さんと話していると気づかされます。彼は、視覚障害者は触ることを日常にしている人（触常者）であり、「さわること」のプロである、と言います。その立場で、目がみえる人が忘れている「触覚」という感覚を「ひらく」ワークショップを推進しているのです。「かわいそう」「がんばっている」ではなく「おもしろい」である、健常者が知らない「おもしろい」世界の扉を開くようなシンポジウムにしたい、と共に準備を進めています。

　興味をもたれた方は、

　http://www.ar.media.kyoto-u.ac.jp/b-free/

をご覧ください。出席は「無料」ですが、事前登録が必要です。また、近く関西テレビで広瀬さん特集番組が放映されますので、そちらもぜひご覧ください。



 

                                       

                                           

インスタントラーメン発明記念館

こんにちはプロマネの栗田です。

先日子供を連れて池田市にあるインスタントラーメン発明記念館に行ってきました。子供のお気に入りスポットで、これで4回目です。。4回目ともなると正直もう見どころがなくなってきてしまうものです。そうなるとほとんどの人が通り過ぎるような展示にも目を凝らしてしまいます。しかし、あるものです。お宝展示が。それが以下の写真にある金言です（「設備」と「考えよ」の間には「を」が入ります）。

カップラーメンのカップは梱包、調理器具と食器の3役をすべてこなすという点ですごい発明とのこと。なるほど、確かに言われてみれば、袋麺では鍋とドンブリが別途必要だ（学生の頃はドンブリに麺と水を入れて電子レンジで沸騰させて食べてましたが。。）。ともかく日清の創業者である安藤百福さんは相当なアイデアマンで、世界中に普及したカップラーメンの原型を作ったというのは本当にすばらしいと思いました。

で、その安藤さんの開発への姿勢を表現するのがこの金言です。このような観点から開発をスタートすればきっとすばらしい望遠鏡や観測装置が出来上がると思いました。実際の作業をしていくとついつい最初の目標を忘れがちです。初心に帰ることができた週末でした。

 

 

 

 

10mの曲率

鏡製作担当の高橋です。

私も、先月末の宇宙・天文光学EXPOに行って参りました。
展示場では主に完成したセグメントミラーの横に立って説明をしていたのですが、今回は来場者の方の感想の中から２つ面白いものをご紹介します。

その１：　固いんだ。。

 どうも、研磨したクリアセラムは柔らかそうに思えるらしいのです。
 曰く、「ところてんのように見えた」そうで、触って見て 固いのに驚かれたようです。我々も、セグメントが研削加工時に 変形する様子を「こんにゃくのように」などと例えますが、これは あくまで大げさな比喩。実際の変形量は数kgfの力に対してせいぜい 数um。固いと言って差し支えないと思います。実際はどう見えるのか？
 また、見て頂く機会があればいいなと思います。

その２：　平面鏡ですか？

 もちろん凹面鏡です。が、鏡表面の曲率はおよそ10m。
 1m四方での凹み量はおよそ10数ミリ。かなり斜め横から見ないと 平面に見えてしまうのは致し方ありません。鏡の形状を測定する CGH干渉計は、この曲率に合わせて鏡面から10m上のやぐらに設置 されています。写真は干渉計がある位置から加工機を見下ろしたもので、直径1.3mある銀色の濃い円盤がこの程度に見える高さです。
 こんなに離れているのに数十nmの精度で鏡の形状が測れるなんて、 CGH干渉計ってすごい！　、、と、話がそれてしまいました。
 
会場では、多くの皆様に好意的なご意見を頂き、やる気を新たにすることが出来ました。
準備は大変でしたが、たまにはこういうイベントも良いなと思いました。

では。

宇宙・天文光学Expo

こんにちは、観測装置担当の松尾です。

みなさま、いかがお過ごしですか？
5月なのに京都は31度を記録しました。

さて、今週お届けする活動報告は、宇宙天文光学Expoです。4/23から4/25までの三日間、パシフィコ横浜という会場で開催されました。Expo(エキスポ)は、Expositionの略で博覧会という意味です。タイトルの通り、「宇宙開発や天文観測で用いられる光学技術」の博覧会です。しかし、そんなのに誰が参加するのだろうと思ってしまいますが、民・官・学、そして天文好きの一般の方まで様々な方が参加されていました。出展数は有に100を超え、参加者数は述べ12000人にもなりました。

私たちは、もちろん京都3.8m望遠鏡の新技術の紹介を目的に展示しました。展示物は、1. 支持機構の上に載せた主鏡、2. 主鏡を計測するセンサ、3. 望遠鏡に搭載する補償光学装置です。1mを越す大きな鏡を展示しているところはそうそうないので、すぐに目を引く存在となり、かなりの方に注目してもらいました。また、私たちの開発の中身に興味を持ってくださる方も数多くいて、技術協力にも発展しつつあり、嬉しい限りです。とても大変でしたが、このように大成功を収めることができました。私たちの物作りが産業の種として、将来芽を出すことを願って、今週のブログを終わります。