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暗黒物質

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1: 2018/09/27(木) 11:44:30.74 ID:CAP_USER
東京大学 国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構(Kavli IPMU)ならびに、東京大学、国立天文台、米国プリンストン大学、台湾中央研究院天文及天文物理研究所(ASIAA)などで構成される国際研究チームは、すばる望遠鏡に搭載された超広視野主焦点カメラ HSC(ハイパー・シュプリーム・カム)の観測データから、ダークマターがどこまで銀河などの宇宙の構造を作ったかを決める宇宙の基本定数を、世界最高級の精度で測定することに成功したと発表した。

同成果は、Kavli IPMUの日影千秋 特任助教、同 大栗真宗 助教、同 高田昌広 教授(主任研究員)、国立天文台の浜名崇 助教、インド天文学天体物理学大学連携センターのSurhud More 准教授(Kavli IPMU客員科学研究員)、カーネギーメロン大学のRachel Mandelbaum教授らによるもの。研究成果は9月26日付でプレプリントサーバ「arXiv」に掲載され、今後、「日本天文学会欧文研究報告(Publication of Astronomical Society of Japan:PASJ)」に投稿され、専門家による査読が行われる予定。

宇宙のダークマターの空間分布を高精度で復元
宇宙の全エネルギーの約95%を占めるといわれるダーク成分。それを構成するダークマターやダークエネルギーの正体は依然としてよく分かっておらず、その解明に向けて、世界中でさまざまな観測が行なわれている。

今回、研究チームがすばる望遠鏡を用いて行なった研究もそうしたものの1つで、重力レンズ効果によって生じる観測対象の銀河の歪みの効果を測定することで、宇宙のダークマターの空間分布の解明を目的として行なわれた。

具体的には、2016年4月までにHSCで観測された、プロジェクト全体の約11%に相当するデータの解析を実施。研究チームが、「宇宙の国勢調査」と称したこの作業では、銀河の大小に関わらず、手前のダークマターにより、必ず重力レンズの影響を受けている(弱い重力レンズ歪み効果)ということを踏まえ、小さな銀河の形状も定量化するなど、約2年間にわたって、宇宙の膨張なども考慮しつつ、約1000万個以上の銀河の形状をカタログ化。この結果、高精度な3次元のダークマター地図を作成することに成功したほか、この地図の断面を宇宙の進化と照らし合わせることで、各時代におけるダークマターの分布や量などが判明したという。

続きはソースで

https://news.mynavi.jp/article/20180926-697651/images/006.jpg

■HSCのデータを元にした銀河カタログから、重力レンズ効果を測定し、各年代ごとに復元を行ったダークマターの地図。青色の濃淡がダークマターの分布を表している
https://news.mynavi.jp/article/20180926-697651/images/001.jpg

■動画
HSCmassmap video https://youtu.be/c93XJ0ae6ME


https://news.mynavi.jp/article/20180926-697651/images/002.jpg
https://news.mynavi.jp/article/20180926-697651/images/004.jpg

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180926-697651/
images

引用元: 【宇宙】宇宙は今後少なくとも1400億年は生きながらえる - Kavli IPMUなど[09/26]

宇宙は今後少なくとも1400億年は生きながらえる - Kavli IPMUなどの続きを読む

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1: 2018/09/25(火) 11:50:55.58 ID:CAP_USER
宇宙にはまだまだ解き明かされていない謎が多く、その最たる例が人間の目には見えないダークマターであるといえます。しかしその一方で、人間の「目に見えている物質」に関しても人類が把握できているのは全体の6割程度で、残りの4割は謎とされてきました。今回新たに導入された新しいアプローチにより、その残りの4割の存在が確認されるに至っています。

The Last of the Universe’s Ordinary Matter Has Been Found | Quanta Magazine
https://www.quantamagazine.org/the-last-of-the-universes-ordinary-matter-has-been-found-20180910/

宇宙関連の話題で必ず耳にするといってよいダークマターは、現代の人類が持つ観測方法では見つけることができない物質であるとされています。宇宙全体の構成を考えたとき、計算上は人類が観測できている物質、すなわち「原子」は宇宙全体のわずか4.9%であり、残りのダークマター(26.8%)とダークエネルギー(68.3%)についてはまだほとんど手がかりが得られていない状態です。

人類が観測できる原子を総称してバリオンと呼ばれますが、このバリオンについても、実際に観測できているのは全体の6割であり、残りの4割はこれまでどこに存在しているのか確認されていませんでした。これは「消えたバリオン問題」とされてきた問題で、人類は宇宙を構成している要素のうち、およそ3%ほどしかその実態を理解できていなかったことになります。

この見えていない「ダークバリオン」についての研究が進められてきたのですが、ついにその姿らしきものが確認されました。

続きはソースで

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180925-last-universe-ordinary-matter-found/
ダウンロード (3)


引用元: 【宇宙物理学】宇宙の謎「消えたバリオン」問題が新たな観測手法によって解明へ[09/25]

宇宙の謎「消えたバリオン」問題が新たな観測手法によって解明への続きを読む

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1: 2018/08/11(土) 00:30:37.36 ID:CAP_USER
Point
・10年前に銀河中心から謎のガンマ線放射を観測し、それが暗黒物質粒子の証拠であると期待されていた
・新たな解析で、この超過放射がミリ秒パルサーと呼ばれる高速回転する中性子星から放射されていると示される
・この結果により暗黒物質粒子発見の可能性の1つが潰える

天の川銀河の中心から発せられた、謎のガンマ線放射。ここ10年ほどこの放射は、研究者たちが追い求める「暗黒物質粒子」を起源としている可能性が考えられていました。しかし、アムステル大学とアヌシー・ル・ビュー理論物理学研究所の物理学者たちは、この放射の源が、「高速回転する中性子星」である可能性が高いとする証拠を発見しました。

The Fermi-LAT GeV excess as a tracer of stellar mass in the Galactic bulge
https://www.nature.com/articles/s41550-018-0531-z
謎に包まれたextended emissionと呼ばれる放射と不思議な拡散が、フェルミガンマ線宇宙望遠鏡のガンマ線放射の観測によって明らかになりました。この放射が発見されたのは10年ほど前。素粒子物理学者たちは当時、とても熱狂しました。なぜなら、長らく求められていた、銀河内部の暗黒物質粒子の自壊から生まれる信号のすべての特徴を持っていたからです。

このような信号を見つけることで、他の物質への重力的な影響でしか観測されない暗黒物質が、新しい素粒子で出来ていることを確認できるようになります。

続きはソースで

https://i2.wp.com/nazology.net/wp-content/uploads/anotherblowf-1.jpg
https://i0.wp.com/nazology.net/wp-content/uploads/1-anotherblowf.jpg

https://nazology.net/archives/17320
ダウンロード (1)


引用元: 【天文学】暗黒物質の証拠とされていた「銀河系中心の超過放射」の正体は、高速回転する中性子星だった[08/09]

暗黒物質の証拠とされていた「銀河系中心の超過放射」の正体は、高速回転する中性子星だったの続きを読む

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1: 2018/07/01(日) 10:06:12.53 ID:CAP_USER
今日の宇宙論では、宇宙に存在する全物質・エネルギーのうち約70% は「ダークエネルギー」と呼ばれる正体不明のエネルギーであり、約25% は「ダークマター」と呼ばれる正体不明の物質であるとされ、通常の物質の比率はわずか5% 程度に過ぎないと考えられている。

ダークエネルギーやダークマターは文字通り謎に包まれた存在だが、陽子や中性子などのバリオン粒子で構成されている通常物質についても、いまだ解明されていない謎が残っており、「行方不明のバリオン問題」などと呼ばれてきた。これは、観測データから推定される通常物質の存在量が、ビッグバン理論に基づいて宇宙誕生時に生成されたはずのバリオン粒子の数と大きく食い違うという問題である。

これまでの観測データから、銀河や銀河団などを構成している通常物質は宇宙誕生時に作られたバリオン粒子のうち10% 程度であり、60% 近い数のバリオン粒子は銀河間の広大な宇宙空間に拡散するガス状物質として存在していることがわかっていた。しかし、残りの30% 程度の通常物質については、どこにどのような状態で存在しているのかがはっきりしていなかった。

欧州、米国、メキシコ、アルゼンチンなどの天文学者による国際研究チームは今回、この行方不明の通常物質の所在を突き止めることができたと発表した。それによると、全宇宙の通常物資の約30% を占める行方不明のバリオンは、宇宙空間に広がった網目状のネットワーク構造中の「フィラメント部分」に存在していると考えられるという。

このネットワークは「宇宙の大規模構造」とも呼ばれ、希薄なガスでできたフィラメント状の網目によって、たくさんの銀河や銀河団などが互いに結びついている巨大な構造である。フィラメント部分に含まれているガスの温度は数千度から数百万度までと幅があり、このうち比較的温度の高い100万度くらいのガスは「中高温銀河間物質」 (WHIM:warm-hot intergalactic medium)と呼ばれている。

コロラド大学ボルダー校のMichael Shull氏らのグループは、2012年、このWHIMに行方不明のバリオンが存在しているという仮説を発表していた。

続きはソースで

図:40億光年先のクエーサーから届く強力なX線のスペクトル分析から、途中に存在している中高温銀河間物質(WHIM)に含まれている酸素を検出した。その存在量は「行方不明のバリオン」の量に一致した (出所:ESA)
https://news.mynavi.jp/article/20180629-657217/images/001l.jpg

https://news.mynavi.jp/article/20180629-657217/
images


引用元: 【宇宙】行方不明だったバリオン(宇宙の通常物質の1/3)を銀河間空間で発見

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1: 2018/05/07(月) 15:03:21.03 ID:CAP_USER
未知の重力源ダークマターの正体が原始ブラックホールである可能性について検討している、ハーバード・スミソニアン天体物理学センター(CfA)は、矮小銀河のハロー領域にある恒星を調査することで、「ダークマター=原始ブラックホール仮説」の妥当性を検証できる可能性があると発表した。

研究論文は、英国王立天文学会誌「王立天文学会月報(MNRAS)」に掲載された。

ダークマターは、宇宙の全質量・エネルギーの27% 程度、エネルギーを除いた全質量の84% 程度を占めているとされる未知の重力源である。
観測可能な天体からの重力だけでは説明がつかないさまざまな天文観測データから、電磁波による観測ではとらえることができない大量の重力源の存在が示唆されている。

ダークマターの正体については、「冷たいダークマター粒子」と呼ばれる未発見のエキゾチック粒子であるとする説などが有力視されているが、他にもさまざまな仮説が立てられている。
今回取り上げる原始ブラックホール説もそのひとつである。

ブラックホールは通常、大質量の恒星がその寿命を終えるときに重力崩壊を起こし、自らの重力によって中心部に向かって限りなく凝縮していくことで発生すると考えられている。
しかし、ブラックホールの中には、誕生後間もない初期の宇宙においてすでに存在していたものもあるとみられており、こうした原始ブラックホールは通常の恒星の進化プロセスの最後にできたとする説明では時間的なつじつまが合わない。

続きはソースで

画像:矮小銀河IC1613
https://news.mynavi.jp/article/20180507-626969/images/001.jpg

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180507-626969/
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引用元: 【宇宙】ダークマターの正体が原始ブラックホールである可能性を検証 - ハーバード・スミソニアン天体物理学センター[05/07]

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1: 2018/04/14(土) 15:39:17.47 ID:CAP_USER
ダークマターとは宇宙空間の約25%を占める仮説上の物質であり、間接的に存在を示唆する観測結果は得られているものの、実際のところダークマターとは何であるのかは不明です。ダークマターの正体としてニュートリノなどが考えられていますが、「アクシオン」という仮説上の素粒子も候補の一つに挙げられています。そんなアクシオンを検出する最新機器の開発に研究者たちが成功したという報告が、Physical Review Lettersという物理専門雑誌に発表されました。

After 30 years of R&D, breakthrough announced in dark matter detection technology, definitive search to begin for axion particles | UW News
http://www.washington.edu/news/2018/04/09/admx-detection-technology/

アクシオンはもともと、素粒子物理学上の未解決問題である「強いCP問題」を解決する存在として期待されていた未発見の素粒子でしたが、研究が進むにつれてダークマターの候補としても注目を集めるようになりました。
そんなアクシオンの検出を目的としたThe Axion Dark Matter eXperiment(ADMX)は、30年以上にわたって研究開発が行われてきました。

ADMXはワシントン大学を拠点としてフェルミ国立加速器研究所が開発を行っているアクシオン検出器であり、超伝導磁石で覆われた地下に設置されています。アクシオンはほとんど物質と干渉することはないとされていますが、強い磁場と低温に調整されたADMX内でアクシオンが電磁波へと変換され、その時に放出される光子の周波数をADMXは検出できるそうです。

「AMラジオのようなものだと考えてもらって構いません」とワシントン大学のグレイ・リブカ准教授は語り、一定の周波数を探索するADMXの特性について説明しました。

続きはソースで

関連ソース画像
https://i.gzn.jp/img/2018/04/14/axion-particles-detection-technology/01_m.jpg

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180414-axion-particles-detection-technology/
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引用元: 【物理学】ダークマターの正体かもしれない謎の粒子「アクシオン」を検出する最新機器の開発に成功[04/14]

ダークマターの正体かもしれない謎の粒子「アクシオン」を検出する最新機器の開発に成功の続きを読む
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