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

2018年05月10日

カテゴリ:
宇宙

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。

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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/

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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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

2018年04月16日

カテゴリ:
宇宙
物理

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。

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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/

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］

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暗黒物質ない銀河、6500万光年先で「ありえない」発見「DF2」銀河

2018年03月31日

カテゴリ:
宇宙

1: 2018/03/29(木) 13:49:28.98 ID:CAP_USER

【3月29日 AFP】
宇宙の4分の1を構成するとされ、目に見えず解明もほとんど進んでいない「暗黒物質」のない銀河の存在が28日、天文学者らによって初めて明らかにされた。

　英科学誌ネイチャー（Nature）に発表された論文は、今回の発見によって、銀河の形成方法に関するさまざまな仮説の見直し、あるいは大幅な修正が必要となる可能性があると指摘している。

　論文の共同執筆者であるカナダ・トロント大学（University of Toronto）の天文学者ロベルト・アブラハム（Roberto Abraham）氏はAFPの電話取材に応じ、「非常に奇妙」と述べ、「この大きさの銀河なら、通常の物質の30倍の暗黒物質があるはずだが、全くなかった」
「こんなことはありえない」と驚きの声を上げた。

　地球から約6500万光年離れた「NGC1052-DF2」、略して「DF2」銀河は、太陽系を含む天の川銀河（銀河系、Milky Way）とほぼ同じ大きさだが、恒星の数は1000分の1～100分の1しかないという。

　暗黒物質の存在は、暗黒物質の引力の影響を受ける天体の動きから推察される。

　論文の共同執筆者である独マックス・プランク天文学研究所（Max Planck Institute for Astronomy）のアリソン・メリット（Allison Merritt）氏は、「（暗黒物質は）すべての銀河に不可欠で、銀河をつなぎとめる接着剤、銀河が形成される際の足場と考えられてきた」と話す。

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(c)AFP

画像：ハッブル宇宙望遠鏡が捉えた「DF2」銀河。欧州宇宙機関提供。
http://afpbb.ismcdn.jp/mwimgs/3/0/700x460/img_30f231fbe25430df46e16cd640c7bfea96797.jpg

AFP
http://www.afpbb.com/articles/-/3169179

引用元: ・【宇宙】暗黒物質ない銀河、6500万光年先で「ありえない」発見「DF2」銀河［03/29］

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アインシュタインの一般相対性理論の修正が必要か暗黒物質の分布を調査

2018年03月12日

カテゴリ:
科学
物理

1: 2018/03/01(木) 05:17:59.27 ID:CAP_USER

国立天文台などの研究チームは、
宇宙空間を満たしているとされながら直接見ることのできない謎の暗黒物質＝ダークマターの量を調べたところ、アインシュタインの一般相対性理論をもとに予測された値よりも少なかったと発表しました。
アインシュタインのこの理論は宇宙が膨張するスピードを説明する基本となるもので、研究グループでは今後、さらに観測範囲を広げ、理論を修正する必要がないか調べたいとしています。

宇宙全体の４分の１を占めるとされる謎の暗黒物質＝ダークマターは、光を発しないため直接見ることはできませんが、質量があることから、重力を発生させ銀河系の形成や宇宙の膨張のスピードに影響を与えていると考えられています。

国立天文台の宮崎聡准教授らの研究チームは、ハワイにある「すばる望遠鏡」の特殊なカメラで、地球から見える宇宙の０．４％に当たる範囲で暗黒物質がどのように分布しているのかを調べました。

その結果、暗黒物質が特にたくさん集まっているとみられる場所が６５か所見つかりました。

これは、宇宙が膨張するスピードを説明する基本となっているアインシュタインの一般相対性理論に基づく予測に比べ、２割ほど少ない数だということです。

宇宙は膨張し、そのスピードは速くなっているとされますが、暗黒物質の集まった場所が少ないことは、膨張のスピードがアインシュタインの理論をもとにした予測よりも速く物質がなかなか集まれなかった可能性を示すということです。

研究チームは今後、さらに観測範囲を広げ、理論を修正する必要がないか調べることにしています。

宮崎准教授は「宇宙を膨張させる力の正体や、アインシュタインの理論に修正の必要がないかわかってくると期待している」と話しています。

■暗黒物質と宇宙の膨張

暗黒物質は宇宙のあらゆる場所に存在すると考えられていますが、光を出さず、直接見ることも感じることもできない未知の物質です。

続きはソースで

NHKニュース
https://www3.nhk.or.jp/news/html/20180227/k10011345031000.html

引用元: ・【物理学】アインシュタインの一般相対性理論の修正が必要か暗黒物質の分布を調査［02/27］

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宇宙最初の星「ファーストスター」を初観測米チーム発表に科学界沸く

2018年03月04日

カテゴリ:
宇宙

1: 2018/03/01(木) 10:33:24.05 ID:CAP_USER

【3月1日 AFP】
米アリゾナ州立大学（Arizona State University）などの天文学者チームは28日、宇宙がビッグバン（Big Bang）で誕生した直後に生まれた宇宙最古の星々「ファーストスター」に由来する電波を、史上初めて検出したと発表した。
この観測結果に科学界は騒然となっている。

　ファーストスターの痕跡検出に向けた取り組みは10年前から続けられてきたが、実際に観測できるのはまだ何年も先になると予想されていた。
観測結果は今後、別の実験によって裏づけられる必要があるが、一部からは既に、ノーベル賞を受賞した2015年の重力波検出以降で最大級の天文学的発見だとの声も上がっている。

　今回の発見は、宇宙の大部分を構成すると考えられている
謎の透明物質「暗黒物質（ダークマター）」の謎を解明する手がかりとなることも期待されている。

　検出されたのは、今から136億年前、ビッグバンによる宇宙誕生からわずか1億8000万年後にすでに活動を始めていたファーストスターの痕跡で・・・

続きはソースで

(c)AFP

図：宇宙で最初に誕生した恒星の想像図（2018年2月28日提供）。
http://afpbb.ismcdn.jp/mwimgs/b/d/700x460/img_bdfc7f7438aed291d400179e222bec48275447.jpg
図：宇宙の歴史を時系列で示した図。
図には、宇宙誕生から1億8000万年後に最初の恒星が生まれたとする米アリゾナ大学の研究結果が含まれている（2018年2月28日提供）。
http://afpbb.ismcdn.jp/mwimgs/5/3/1000x/img_53b58e39085449145f6704a133c83145203065.jpg

AFP
http://www.afpbb.com/articles/-/3164590

引用元: ・【天文学】宇宙最初の星「ファーストスター」を初観測米チーム発表に科学界沸く[03/01]

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遠方銀河「ケンタウルスA」の観測データ、ダークマター理論と矛盾

2018年02月23日

カテゴリ:
宇宙

1: 2018/02/18(日) 05:26:12.52 ID:CAP_USER

天文学者の国際研究チームは、地球から1300万光年先にある大質量の楕円銀河「ケンタウルスA」の観測データから、多数の矮小銀河がケンタウルスAのまわりに随伴し、狭い円盤状の領域内で回転運動していることがわかったと発表した。
この観測結果は、宇宙論のモデルとして有力視されているダークマター理論とは矛盾する点があり、ダークマター理論の妥当性の再検討を促すものであるという。研究論文は科学誌「Science」に掲載された。

ダークマター理論今回の研究対象である楕円銀河ケンタウルスA。
ダークマターの影響では予測できない矮小銀河の回転運動が見つかった(出所:Christian Wolf and the SkyMapper team / Australian National University)
ダークマターは、宇宙の全質量・エネルギーの27％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。
これを仮にダークマターと呼んでいるわけで、その正体はいまのところ謎に包まれている。

ダークマターの正体に関する仮説はいくつかあるが、その中で有力視されているものの1つが、「冷たいダークマター粒子」と呼ばれる未発見粒子がダークマターであるとする説である。

冷たいダークマター粒子の存在とダークエネルギーを織り込んだ宇宙模型は「ΛCDMモデル」と呼ばれ、ビッグバンから宇宙の大規模構造が形成されるまでの宇宙の進化をかなり上手く説明できるため、
現代宇宙論の標準的な理論モデルとなっている。

研究チームのメンバーであるカリフォルニア大学アーバイン校(UCI)のMarcel Pawlowski氏によると、ΛCDMモデルに従った場合には、矮小銀河は主銀河の周囲に多かれ少なかれランダムにばらついて存在するはずであり、またそれらの矮小銀河は全方向に向かって動くはずであるという。

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関連ソース画像
https://news.mynavi.jp/article/20180213-583578/images/001.jpg

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180213-583578/