宇宙を観じる生活を！（31）－27－

宇宙を観じる生活を！（31）～黄華堂ブログ～
黄華堂（代表：有本 淳一、ブログ編集長：山道 千賀子、小林 弘）
1. はじめに番近くなるのは次のうちどれでしょう？

黄華堂は「子どもたちに本物の星空を！」をモットーに、関西を中心に観望会などの活動をしているボランティアグループです。観
望会以外にも、1 人でも多くの人に星を見てもらうきっかけになるように、黄華堂ブログ[1]として、星空案内や天文に関する情報をご紹介しています。また、ブログの更新はTwitter[2]・Facebook[3]にて通知しています。
図1

台風 16 号[4]2. 黄華堂ブログの内容
それまではメールマガジンとして発行して（あ） 木星にあるエウロパ衛星の 2 倍いたものを 2014 年 4 月から黄華堂ブログと（い） 月の 10 分の 1して更新しています。今回はその中から「黄（う） 冥王星の半分

華堂検定〜宇宙の渦〜」、そして、重力波というタイムリーな話題に焦点を当てた「あなたの知らない宇宙〜ついに検出！重力波〜」の2 つの記事をご紹介します。

（2）渦巻き銀河
私たちの住む天の川銀河は渦を巻いた円盤状形をしています。図 2 は国立天文台のページにある、天の川銀河の想像図です。

2.1

黄華堂検定 Vol.92〜宇宙の渦〜

梅雨が明けるか明けないかの瀬戸際の時期となりました。梅雨といえば、あじさい・かたつむり…。かたつむりといえば『渦巻き』ですね。今回は『宇宙の渦』というテーマで出題します。
（1）宇宙から見た台風
昨年夏に油井宇宙飛行士が国際宇宙ステー
シ ョ ン か ら 撮 影 し た 台 風 16 号 の 写 真 をTwitter に投稿しました（[4]、図１）。この台風は強風域半径が 600km にもなる、大型の台風でした[5]。では、この台風の大きさに一

図2

天文教育 2016 年 7 月号（Vol.28 No.4）

天の川銀河[6]

－28－

■ 連

では、渦巻きを作っている白っぽく描かれ載 ■（あ） ガスが可燃性で、燃えているからた部分は何でしょうか？

（い） 核分裂が起こっているから（あ） 水や水蒸気や氷（う） ガス同士がこすれて、摩擦熱が発生し（い） 恒星ているから（う） 岩石や塵☆
（3）降着円盤答え☆

（1）:（う）

みなさんはブラックホールをご存知でしょ（あ）木星にあるエウロパ衛星の 2 倍：エウうか？強い重力によって光さえも吸い込んでロパ衛星の直径は 3200km なので、2しまうために真っ黒で、宇宙に穴があいてい倍にすると 6400km。

るかのように見える天体です。穴があいてい（い）月の 10 分の 1：月の直径は 3500km

るかのように「見える」と書いてしまいましなので、10 分の 1 にすると 350km。

たが、実はまだ誰もこの穴を見たことがあり（う）冥王星の半分：冥王星の直径は 2400kmません。この穴を初めて観測するために、現なので、半分にすると 1200km。

在 『 事 象 の 地 平 面 望 遠 鏡 (Event HorizonTelescope)』という、地球上に散らばってい台風の直径 1200km と比べると、正解は「冥る電波望遠鏡を組み合わせた観測網が稼働し王星の半分」でした。ています。

（2）:（い）では、暗い宇宙の中でどうやって黒い穴を見るのでしょうか？実はブラックホールの周渦巻きの部分は銀河の腕と呼ばれています。
ここはたくさんの星が集まって明るく輝いて辺には降着円盤と呼ばれるガスの流れがあり、 いる部分です。
そのガスが明るく光るのを観測することで、中心の穴を見ることができます。図 3 のように、ガスは渦を巻いて輝きながら、ブラック（3）:（う）
降着円盤では、内側ほど回転速度が速くなっています。そのため、内側と外側で速度差ホールへと落ちていきます。

が生じ、摩擦が起こって、熱が発生しているのです。
（黄華堂ブログ 6 月 14 日更新：田崎）

2.2あなたの知らない宇宙〜ついに検出、重力波！〜[8][9][10][11]「重力波を直接検出！」2016 年 02 月 12
図3ブラックホール[7]日（日本時間）、衝撃的なニュースが全世界を流れました。筆者は、たまたま乗船していた前置きが長くなってしまいましたが、こことき船上ニュースに触れ、興奮のあまり思わで問題です。降着円盤のガスは 100 万度を超ず「おぉぉ～」と唸ってしまったことを記憶えるのですが、何故そんなに高温なのでしょしています。本稿では、重力波の検出の衝撃うか？

が少しでも伝わればと思います！
天文教育 2016 年 7 月号（Vol.28 No.4）

宇宙を観じる生活を！（31）そもそも重力波とは何なのでしょうか？一言で表現するとすれば「時空の歪みが伝わる－29－を発見したのに相当するインパクトがあります。

波」と言えます。例えば、お風呂に張ったお湯に水滴が落ちた時に生じる波紋を考えると、 （2）時空の歪みが伝わることを実証したこと水滴によって発生した揺らぎが、水面上の上の衝撃！

下振動として、水面を伝わる現象と言えます。

アインシュタインの一般相対論は非常に洗同様に考えると、重力波は、非常に強い重力練された理論ですが、数学的な美しさから導源によって発生した揺らぎが、時空の歪みとかれた要素が強く、実証されていない部分がして、時空を伝わる現象と言えます。重力波非常に多く残っているという側面もあります。の発生源となりうる非常に強い重力源として時空の歪みが伝わる現象である重力波はアイ

は、中性子星やブラックホール等の合体が候

ンシュタインの予言であり、重力波の検出に補として挙げられてきましたが、つい最近まより、唯一の重力理論である一般相対論が机で重力波による時空の歪みの時間変動を捕え上の空論から完全に脱却したと言えると思いることはできていませんでした。

ます。

ところが、2015 年 09 月 14 日（日本時間）、そのとき歴史が動きました。何と米国の（3）ブラックホール合体の現場を直接検出したことの衝撃！

LIGO [注釈 1] と欧州の VIRGO [注釈 2] と今まで人類はブラックホールを直接観測す

いう 2 つの重力波望遠鏡で同時に、時空の歪る手段を持っていませんでした。というのもみの時間変動を捕えたのです。この時間変動ブラックホールは非常に重力が強く、光も抜のパターンを解析したところ、太陽質量の約け出すことができないため、光による直接観30 倍という大質量のブラックホール連星系測は原理的に不可能であるからです。重力波の合体によって生じた重力波であることまでの検出により、人類はブラックホールの謎に分かってしまいました。[12]直接迫る権利を初めて得られたのです。

さ て、 い よい よ 重 力 波 の 直 接 検 出 が 物 理
学・天文学に与えたインパクトについて語り（4）重力波からブラックホール質量まで決定できたことの衝撃！

尽くしたいと思います。重力波の検出という観測された重力波の時間変化パターンを一１つの観測結果で、思いつくだけでノーベル般相対論に基づいたブラックホール連星系の賞級の衝撃が、何と 4 つもあります。

合体の理論モデルと比較することで、ブラックホールの質量まで決定できてしまいました。

（1）「4 つの力」の１つである重力を伝搬す

恒星の色から質量を求めるように、重力波かる波動を発見したことの衝撃！

らブラックホールの物理状態を明らかにする

現代物理学において、自然界には「電磁気プロセスは天文学そのもので、重力波を用い力」「弱い力」「強い力」「重力」の４種類の力た天文学が夜明けを迎えたと言っても過言でしかないと考えられています。重力を伝搬すはないと思います。

る波動である重力波が初めて見つかったことは、現代物理学にとって非常に重要な発見で1915 年の一般相対論の発表から 100 年後、す。電磁気力を伝搬する波動である電磁波（光） 重力波の直接検出により、人類の宇宙への理
天文教育 2016 年 7 月号（Vol.28 No.4）

－30－■ 連解は次のステージに到達したと言えると思わ

載 ■[6] 国立天文台 VERA プロジェクトれます。「2015 年」は、重力波天文学の幕開

http://www.miz.nao.ac.jp/vera/content/prけという歴史的な年として、後世にまで語り/pr20120925/c01[7] NASA / JPL-Caltech web サイト

継がれるでしょう。
（黄華堂ブログ 6 月 23 日更新：住吉）

http://www.nasa.gov/centers/jpl/news/nustar20130227.html[8] LIGO の仕組み

注

https://www.ligo.caltech.edu/page/ligos-if

釈[1]LIGO(LaserInterferometer

Gravitational-Wave Observatory)：
米国のレーザー干渉型重力波望遠鏡。1
辺が 4km の L 字型をした巨大なレーザー干渉計。2 台の望遠鏡から構成され、1 台

o[9] LIGO Web Page
https://www.ligo.caltech.edu/detection[10] VIRGO Web Page
http://www.ego-gw.it/public/virgo/virgo.aspx

はルイジアナ州リヴィングストン、もう 1[11] 国立天文台台は 3000km 以上離れたワシントン州ハン検出についてドフォードにある。レーザーの干渉パター

http://www.nao.ac.jp/news/topics/2016/20

ンにより 10-19 %160212-gw.html

以下という僅かな空間の伸縮を検出することができる。
[2] VIRGO：

LIGO による重力波の直接[12] LIGO の重力波検出
https://www.ligo.caltech.edu/image/ligo2

欧州のレーザー干渉型重力波望遠鏡。10160211a

辺が 3km の L 字型をした巨大なレーザー干渉計。ピサの斜塔で有名なピサ近くのカーシーナにある。

文献[1] 黄華堂ブログ
http://oukado.jugem.jp[2] 黄華堂 Twitter

山道 千賀子https://twitter.com/oukado[3] 黄華堂 Facebook
https://www.facebook.com/pages/ 黄 華 堂/277236582327100[4] 油井亀美也氏 Twitter
https://twitter.com/astro_kimiya/status/633818259389812736?lang=ja[5] 気象庁 過去の台風資料
http://www.data.jma.go.jp/fcd/yoho/typho
on/index.html
天文教育 2016 年 7 月号（Vol.28 No.4）

小林 弘