銀河系の見えない光、ボイジャーが観測

2011.12.01
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地球にアンテナを向ける宇宙探査機ボイジャーの想像図。

Illustration courtesy NASA
 恒星間空間を目指して進むNASAの双子の宇宙探査機ボイジャー1号と2号は、やはり太陽系の外の“景色”を目にしているようだ。その中には、人類がいまだかつて目にしたことのないものも含まれる。 最新研究によると、探査機2機は、天の川銀河の他の領域から届いた紫外線光の一種を検出したという。太陽光のせいで、これまではほぼ見ることができなかったものだ。

「地球の軌道上から観測しようとして、これまで失敗に終わっていた」と、ツーソンにあるアリゾナ大学でボイジャー探査に科学者として長年携わっているビル・サンデル(Bill Sandel)氏は話す。

 今回観測された光は、ライマンアルファ線という紫外域にある波長の1つで、水素原子が励起状態から元に戻るときに放射されるものだ。多くの新しい恒星が形成される“星のゆりかご”(星形成領域)では特に強く放射される。

 しかし地球からだと、宇宙空間に漂う水素原子が太陽放射を拡散させるため、この紫外線信号を検出することはできない。それはちょうど、地球の大気が太陽光を拡散させるため、日中は地上から星の光が見えないのと同じことだ。

◆銀河の謎を解く手がかり

 遠方の銀河から届くライマンアルファ線は以前から観測されているが、このような他の銀河からの光は宇宙の膨張によって赤方偏移(光のスペクトルが長波長側へずれる現象)するため、太陽系内の光とは容易に区別がつく。

 それに対し、太陽系が属する天の川銀河にある星形成領域からの光は、赤方偏移しないために観測するのが難しい。

 1977年に打ち上げられたボイジャー1号・2号は、2004年にヘリオシースと呼ばれる太陽系の最外縁領域に到達し、現在の太陽からの距離は1号が地球の約120倍、2号が同100倍となっている。

 探査機2機が太陽からこれだけ離れていることに加え、フランス、パリ天文台のロジーヌ・ラルマン(Rosine Lallement)氏が考案した新たなデータ解析法を用いることで、研究チームは太陽光と天の川銀河の他の領域からの光を識別することに成功した。

 今回新たに収集されたデータをもとに「太陽系近傍におけるライマンアルファ線の発生と伝播を制御する過程についての精密なモデルを構築することが可能になる。今回深まった理解は、遠方にある銀河の特性を解明する上でも役立つだろう」と、ハーバード大学の天文学部長アヴィ・ローブ(Avi Loeb)氏は述べている。ローブ氏は今回の研究には参加していない。

◆ボイジャーはさらに遠くへ

 ボイジャーに搭載された発電装置は出力が低下しつつあり、一部の科学機器はすでに停止しているが、それでも2機の探査機はまだ新たな発見をもたらす可能性を秘めている。

 今後数年内に、ボイジャーはバウショックと呼ばれる太陽系の最終端に到達する見通しだ。バウショックは、太陽風(太陽から放出される荷電粒子の流れ)が星間ガスに衝突して完全に停止するところだ。

「いずれバウショックを通過するときには、多くの発見があるはずだ」とアリゾナ大学のサンデル氏は述べている。

 ボイジャーの最新データに関する研究論文は、「Science Express」電子版に12月1日付けで掲載された。

Illustration courtesy NASA

文=Davide Castelvecchi

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