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2022年11月10日00:49
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11月8日は皆既月食が観測される。10月22日（土）JAXA相模原キャンパスの一般公開 火星探査磁場消失の謎 原始重力波を掴め！Lite BIRD計画 11/9(水）地震やコロナ情報
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11/9(水）
午後5時40分頃、茨城県南部を震源域とするマグニチュード５の地震が発生した。茨城県の城里町では、最大震度5強を観測した。幸いにも津波の心配はない。震度4を記録した栃木県宇都宮市では、一時最大1600件に達する停電が起きていた。地震から3時間経過しても、信号機は止まったままだった。ライトをつけた警察が、道路に出て、交通整理を行った。引き続き震源域付近では、警戒が必要である。
新型コロナも北国北海道や首都圏を中心に感染拡大傾向にある。11月9日、日本全国の新規陽性者数は8万7410人、感染による死亡者数は97人だった。また人工呼吸器ECMOの装着を必要とする重症患者数は、前日比1人増となる177人である。北海道では、感染急増により、医療提供体制がおいついていない。病床使用率は40％に達している。
詳細 NHK NEWS WEB 2022年11月9日 https:/
また今冬はインフルエンザとの同時流行も懸念される。厚生労働省によると、インフルエンザの感染者数は、10月24日から10月30日までの1週間の統計によると、全国で153人と発表した。前年同期は20人、インフルエンザも流行の兆しがみえている。
詳細PDFファイル https:/
松野官房長官は、夏場に流行ったオミクロン株と同等の感染者数であれば、行動制限をかける必要はない、との考えを示した。ウィルスと共存する日常は当面の間続く。
本題 10月22日（土）JAXA相模原キャンパス一般公開 原始重力波を探せ！Light BIRD計画
目次
・第1章 火星の活動の兆候
・第2章 宇宙創世記に迫る原始重力波
・第3章 11月8日（火）皆既月食を撮影
昨11月8日（火）、皆既月食と惑星食が同時に起こる442年振りの天体ショーが行われた。前回は西暦1580年、皆既月食と土星食が起こっていた。今回の天王星食は、過去5000年間で初の出来事だった。日本各地の高いビルの展望台や住宅街の中に位置する高台では、夕暮れ時から世紀の天体ショーに向けて、沢山の人が足を運んだ。今回宇宙関連の話題と共に、皆既月食の写真を公開する。
一夜明けた、9日（水）、早速ネット上でユニークな皆既月食の写真がアップされていた。ネットらぼの記事によると、スカイツリーとコラボした写真が、ツィッターのユーザーから高評価を受けている。
写真 掲載元 ツィッター szuna氏 https:/
首都圏では20時42分頃、月の左下に隠れる様子をとらえた写真が公開された。視等級は六等、一等級さがるたびに、明るさは2,5倍暗くなる。一等星と比べると、六等星の明るさは100分の1、双眼鏡や望遠鏡での観測が必要だった。全国的に晴天に恵まれ、多くの人が、世紀の天体ショーを楽しんでいた。
前回2019年のJAXA相模原キャンパス 一般公開時の様子を書いた日記
2019年11月7日付け 11/2(土）ＪAXA相模原キャンパス 無料公開 はやぶさ２ミッションマネージャー 吉川真教授との直接会話 観測史上最小質量のブラックホールを発見！？https:/
10月22日に、JAXA（宇宙航空開発機構）相模原キャンパス内で、2019年11月2日（土）以来、3年ぶりに対面での施設一般公開が行われた。
感染症対策の観点から、事前予約制にて、3000名の入場が認められた。当日には予約券は完売、朝10時から午後4時30分まで出入りは自由である。今回、地球の隣に位置する火星と共に、宇宙の創世記インフレーション理論を裏付ける原始重力波を中心に説明する。
第1章 火星の活動の兆候
JAXA相模原キャンパスの展示室では、ロケット開発や火星探査機、水星探査機みお、宇宙創世記に迫る原始重力波の観測を目指す「Lite BIRD計画」など、現在進行中の複数のプロジェクトが紹介されていた。
敷地内の1角にある宇宙交流塔には、探査機はやぶさが、小惑星リュウグウから持ち帰った砂が展示されていた。
詳細 JAXA 特別公開2022 https:/
初めに紹介するのは、開発中の火星探査車である。地球との距離は、平均6000万キロメートル、表面は赤茶けた大地が広がる。標高2万メートルを越えるオリンポス山を始め、噴火の痕跡がなく、推定40億年前に磁場を失った。死の惑星といわれるものの、かつては液体の水が流れ、地球のように生命にも恵まれた環境だった可能性がある。
現在、NASAジェット推進研究所が開発した探査機インサイトが、火星内部から活動の兆候を探っている。移動能力はなく、着陸地点から動かない。地表の探査車に比べて、優れた機能を持つ。ロボットアームによって、地震計「SEIS」を設置する。詳しい震源域を突き止めることは難しいとはいえ、世界初となる火星の地震計である。
写真＝インサイト 掲載元 火星の地震に関する詳細記事 DSPACE 2019年5月23日付け https:/
もちろん火星には地球のようにプレート運動はない。表面に天体衝突の跡となるクレーターが多い状況から、凹凸が激しいことは確かである。クレーターのようにひびが入った箇所は、皺が寄るため、必然的に衝上断層が形成される。断層のずれによる地震が発生する可能性は高い。インサイトは、2018年11月27日にエリシウム平原に着陸した後、搭載されていた火星地震計SEISを使い、2022年6月時点で1300件以上の地震を観測した。地球のようにコアは、液体を保っているとみられている。2022年5月4日には、マグニチュード5の地震を観測している。
詳細 ソラエ 2022年6月23日 https:/
2021年12月24日に記録したマグニチュード4の地震の原因は、隕石衝突により、岩盤が揺れ動いたからである。上空を周回する探査衛星「マーズ・リコナサンス・オービター（MRO）」が、2022年2月11日に、隕石衝突痕のクレーターを撮影したことにより、地震との因果関係をしめすことができた。
Astro Arts 2022年11月4日付 https:/
地震の観測から、火星は、いまだに活動しているのではないか、との見方も強まりつつある。これまで計測された火星の地震は、全て隕石衝突が起因しているとみられていた。インサイトが記得したデーターから、内部由来で起こった可能性も指摘された。
以下 Astro Arts 2022年2月9日付け 参考「液体金属の分離が、火星磁場の運命を決めた」を参考 https:/
東京大学大学院理学系研究科は、2022年2月3日付けで、火星の磁場の消失に関して、画期的な説を発表した。地球内部では、固体の鉄の周りを、液体の鉄が対流することにより、磁場を生み出している。現在火星の核は、液体の鉄から成る。地球に飛来した火星由来の隕石には、硫黄が含まれていた。従って火星の内部にも硫黄に富んでいると予想される。謎の解明に役立ったのは、インサイトの観測データーである。2021年に記録したデーターによると、研究者の想像よりもコアが軽かった。つまり、硫黄よりも軽い物質の量が多いことを意味する。軽い物質の有力候補は、水素である。水素を火星にもたらしたのは、隕石である。40億年前、土星と木星の位置が入れ替わることにより、太陽系の小惑星と彗星を中心に大きな影響を受けた。大量の彗星が、惑星地球と衛星月に降り注いだことがわかっている。地球の半分の大きさの火星も無害ではないはずである。
水素は、鉄のコアに吸収されやすい。コアに含まれる水素と硫黄が、対流により、磁場の発生源になる。東京大学大学院理学系研究科の横尾舜平さんが率いるチームは、火星の磁場を考察するため、模擬実験を行った。「レーザー加熱式ダイヤモンドアンビルセル」と呼ばれる装置で超高圧高温状態を作り出し、鉄‐硫黄‐水素合金を融解させる。
その結果、新たな事実が判明した。火星コア中心部に相当する40万気圧で、温度が3000K（約2700℃）を超えた液体鉄の中では硫黄と水素が均質に分布していたのである。温度が3000ケルビンを下回ると、軽い水素が、圧力から開放され、液体鉄の領域から分離した。つまり、より重い硫黄の層とより軽い水素の層からなる成層構造（重い物質ほど下になること）になり、重力的に安定を保ったのである。コアの対流が抑制され、磁場を失った。
写真＝実験結果を示した図 掲載元 マイナビニュース 2022年2月4日付け
https:/
出展：東大Webサイト 現在の火星コアの温度・圧力(赤、オレンジ)と初期の火星コアの温度・圧力(ピンク)。黒い線より高温では液体鉄-硫黄-水素合金は1相の均質な液体となり、黒い線の温度を下回ると2相の液体に分離する
実験結果をまとめると、推定されている現在の火星コアの圧力（約20-40万気圧）と温度（約1700-2200℃）では、液体金属の中に含まれる硫黄と水素は、分離するのである。
写真＝試料の断面の元素マッピング
低温で液体が分離していた試料（左）と高温で分離していなかった試料（右）を固まってから切断し、硫黄の分布を調べた画像（提供：東京大学大学院理学系研究科リリース、以下同）
誕生直後火星のコアの温度は、推定3000ケルビン以上、硫黄と水素から成る一相の均質な液体だった。同じ相で軽い水素が、重い硫黄の層の周りを対流することにより、磁場を生み出していた。コアの温度が冷えると、水素と硫黄の2層に別れ、安定を保ったことにより、対流は抑制され、磁場を失った。
磁場の消失により、火星の活動は止まり、現在の姿になったといわれている。太陽風により、大気が剥ぎ取られ、かつて存在した水蒸気は、水素と酸素に解離する。重い酸素は残る一方、水素は放出された。現在の大気圧は0,006気圧、組成は95％が二酸化炭素、3％が窒素である。1,6パーセントがアルゴン、その他微量の酸素、一酸化炭素、メタンなども検出された。2017年、東京工業大学・地球生命研究所の黒川宏之研究員と千葉工業大学惑星探査研究センターの黒澤耕介研究員が率いるチームが、火星の大気の流出に関する新事実を発表した。火星由来の隕石に含まれた窒素とアルゴンの同位体組成と新たに行った理論計算を元に計算する。かつての大気圧は、0,5気圧以上、つまり地球の半分以上の厚さになる。磁場を失って4億年の間に、50％以上の水が、宇宙空間に放出されたと結論付けた。
詳細記事 東京工業大学 公開日：2017.09.05 https:/
コアの対流の促進と抑制の概略図 提供：東京大学大学院理学系研究科リリース
火星のコアにおける液体鉄の分離によって対流が促進され、やがて抑制される仕組みを表した図
2022年末まで稼動予定のインサイトが、正確な情報を掴むことができれば、東京大学の横尾舜平氏率いるチームの実験結果が証明される。地表の探査車と共に、地震観測機インサイトにより、赤い惑星の謎の解明に挑んでいる。
＜終わり＞
地表の探査車や上空の探査衛星が撮影した写真から、液体の水が流れた跡となる川筋が残っている。また火星周回衛星が赤外線で撮影したところ、地下に氷の層を突き止めた。現在世界各国の研究機関が急いで開発する探査車は、氷の層を掘り出す機能を備える。NASA(アメリカ宇宙航空局）によると、場所によっては地下わずか2,3cm掘るだけで、氷の層が出てくるという。
詳細 CNNニュース 2019年12月12日付け https:/
写真＝一般公開の展示スペースの火星探査車
将来火星探査に備え、氷が存在する箇所を割り出し、探査機を送る計画である。2004年に火星探査車スピリットは、地球の温泉地で採掘されるヘマタイトやオパールを見つけていた。火星の水の痕跡、または生命が存在した証拠を突き止めるべく、既に国際競争に入っている。
第2章 宇宙創世記に迫る原始重力波
続いてのテーマは、宇宙の急膨張を示すインフレーション理論を裏付ける原始重力波をとらえる「Lite BIRD計画」である。
写真＝Lite BIRD衛星のイラスト 掲載元 JAXA宇宙科学研究所 https:/
重力波といえば、時空のゆがみが波動として伝わる現象である。提唱者は、かの有名なアインシュタインだった。彼は1915年に発表した相対性理論によると、時空のゆがみについて説いている。物の間には、質量に比例して重力が働く。物体の質量によって、空間自体も凹みが生じるのである。その物体が動くたびに、歪んだ空間が、波を起こすのである。理論的に重力波は発生するものの、空間のゆがみはごくわずか、検出は不可能と予言していた。
詳細 摂南大学 2016年6月2日付 https:/
重力波 関連日記 2019年10月30日 国立天文台 三鷹キャンパス年に１度の特別公開（1）重力波天文学の幕開け 神代植物公園のﾊﾞﾗ園とダリア園
https:/
丁度100年のときを経て、アインシュタインが予言した重力波が始めてとらえられる。観測装置はLIGO（ライゴ）というL字型のレーザー干渉計だ。
写真＝レーザー干渉計 掲載元 IT Media 2017年10月3日付 ノーベル物理学賞、「重力波」米研究者に 15年に初観測 https:/
アメリカ北西部のワシントン州と3000km離れた南部ルイジアナ州に設置された。２つの腕が交わる箇所に半透鏡を、腕の端には反射鏡を置く。半透鏡によって光は、２方向に分けられる。それぞれ腕の先端に設置された反射鏡によっって、光は跳ね返され、検出機に入り込む。重力波には垂直方向に時空を歪ませる性質がある。腕の伸び縮みにより生じる光路差は、重力波到来時に検出される光の干渉に変化をもたらす。したがって、重力波到来時には、波形になる。
詳細 LIGO重力波を観測 https:/
ルイジアナ州にある干渉計リビングストンは、腕の長さが4kmになる。一方ワシントン州のハンフォードは、腕の長さが4kmと2kmの２機になる。LIGOは2002年に試運転を開始し、2010年にいったん停止し、感度を高めるため改良する。2015年9月に再開された。同月14日、2つの干渉計が、ほぼ同時に奇妙な信号をとらえた。2つの天体が、重力波の放出に伴い、エネルギーを失った結果、軌道半径が縮み、衝突したのである。２つの連星が接近することを「インスパイラル」という。衝突時波形がピークに達すると、波が小さくなる。衝突後の波形を「緩和」という。2つの天体の距離間はわずか350km、インスパイラルから衝突、緩和までの流れは、0,1秒の間に起こっていた。空間のゆがみは、10のマイナス21乗分の１、水素原子一個分の大きさより小さい。水素原子の大きさは、デンマークの物理学者ニールス・ボーアがはじき出した。通称ボーア半径という。通常の基底状態において、5.29177249×10-11mである。わかりやすくいうと、1000万分の1ミリメートル、10のマイナス19乗分の1mに相当する。
詳細 近畿大学宇宙研究室 https:/
横軸が距離、縦軸が強さをあらわす。波形から、太陽質量の36倍と29倍の超高密度の天体が衝突した事実が明らかになった。放出源は、視直径10,8度になるかじき座のマゼラン銀河の方角から13億光年先である。2つの天体の合体に伴い、太陽の3倍程度となる質量が重力波として放出された。超高密度の天体といえば、ブラックホール以外に考えられない。2つのブラックホールの接近段階を「インスパイラル」、合体時を「マージャー」、一つの天体になり、波形の緩和時を「リングダウ」ともいう。
写真＝GW20150914の波形 掲載元 PowerPoint Presentation 11ページ
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重力波の検出により、宇宙の見方が大きく変わる可能性がある。天文学者は、宇宙創世記に迫られるのではないか、と期待した。
超高温高密度の特異点で始まったとされる宇宙は、インフレーションと呼ばれる急膨張を遂げた。超高温の火の玉宇宙を「ビッグバン」という。原始核を構成する陽子や、電子が不規則に飛び交う世界だった。宇宙膨張速度が緩やかになり、温度が3000ケルビンまで下がると、状況が変わる。原子核が電子と結びつき、原子が誕生する。宇宙創世記は、水素原子とヘリウム原子のみだった。ごく少量のリチウムも存在していたとの見方もある。宇宙誕生38万年後、原子核が電子を捕獲して、原子になると、光がまっすぐ進めるスペースが出来た。いわゆる「宇宙の晴れ上がり」である。
写真＝プランク衛星がとらえた宇宙の晴れ上がり、温度が高いところは赤色に、温度が低いところは青色になる。その差10万分の1度
現在NASAが打ち上げたWMAP衛星とCOBE衛星が、宇宙誕生38万年後に発せられた光を観測している。宇宙膨張を示すz=1090、誕生間もない頃に発生した重力波は、１プラスｚ倍伸びて、電波領域のマイクロ波で観測されるのである。
詳細 東京大学 見えてきた「宇宙の始まり」ビッグバン直前の一瞬を説く「インフレーション理論」2015年5月14日付 https:/
写真＝電磁波の説明 掲載元 エネ管.com 2022年3月3日付け
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光が直進できるようになったのは、宇宙誕生38年年後、つまりビッグバン直後の世界は謎に包まれたままである。
写真 実験グループ 素粒子専攻 http://
そこで手がかりになるのは、重力波である。超高温高密度の火の玉宇宙がインフレーションと呼ばれる急膨張を遂げる。実のところ宇宙背景放射（Cosmic Microwave back ground、通称CMB)は全天からほぼ等方的に観測される。温度分布を調べたところ、温度が高い赤い部分と、やや温度の低い青色の部分の差は、わずか10万分の1程度にしかならない。
インフレーション理論を裏付ける原始重力波が検出できた場合、Bモード偏光という特定の渦が出来る。なぜなら、アインシュタインによると、わずかでも物質があると、重力波の影響を受けるからである。WMAP衛星が観測したデーターは、温度のムラのみ表していた。原始重力波が、物質にぶつかると、決まったパターンの模様を作りだす。一つは泉がわくように一点から波が急激に広がる。Eモード偏光という。もう一つは、渦を巻き上げるパターンである。2027年打ち上げ予定のLite BIRD衛星が観測を目ざすBモード偏光である。
写真 掲載元 日本科学未来館 科学コミュニケーターのブログ 2014年3月20日
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Eモード偏向は、WMAP衛星が温度のムラをとらえたことにより、観測に成功している。原始重力波の痕跡がとらえられれば、偏光により渦を巻くBモード偏光が作り出されるはずである。 LiteBIRD (ライトバード) による 偏光観測では、原始重力波が CMB に刻んだ特殊な偏光パターンの痕跡を検出できる可能性がある。
以下 ウィキペディア Lite BIRD 構造から引用
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「低周波望遠鏡 (LFT) と中高周波望遠鏡 (MHFT) の2つの望遠鏡で、34 - 448 GHzの波長領域のミリ波を15のバンドで高精度に観測することにより、天の川銀河からの前景放射を高い精度で取り除く。また、望遠鏡を5K（ケルビン）、焦点面検出器を100mKまで冷却することで熱放射によるノイズを低減する[12]。LFTは日本、MHFTはヨーロッパ、焦点面検出器と低温読み出し回路はアメリカ、常温読み出し回路はカナダが担当する。」
＜引用終わり＞
写真＝電波領域の波長の説明 掲載元 https:/
観測できれば、宇宙の始まりインフレーション理論を裏付ける一大成果である。JAXAは、ロケット開発と共に、小惑星探査から、遠い宇宙までの幅広い分野で、日本をリードした。科学技術の進歩に伴い、着実に宇宙への理解が深まっている。
第3章 11月8日（火）皆既月食を撮影
11月8日の午後9時代から、三脚を使い、100倍ズームが利くコンデジで撮影した。月が欠けるたびに、光が弱くなる分、シャッター速度は上がらない。低感度で撮影する場合、三脚でカメラの固定はもちろん、セルフタイマー機能を使う必要がある。若干焦点がずれることもあったものの、しっかりと記録することができた。
前回の皆既月食を取り上げた日記 2021年5月26日付け 5/26(水）スーパームーンと皆既月食が重なる 天体招介 さそり座ＡＲ星 星団Westerlund2 5月26日付コロナ情報 https:/
写真＝18時38分 月が欠け始める
写真＝19時37分 赤銅色に染まった月
写真＝19時41分
写真＝20時42分 本影が終る頃
広く高気圧に覆われた日本列島は、雲ひとつない秋晴れに恵まれ、空気も澄み渡っていた、見通しが利く分、天体観測には最高の条件がそろった。日本各地で、19時台から20時台、赤銅色に染まった月にカメラのレンズが向けられていた。次の皆既月食は、2025年9月8日、時期的には、秋雨前線の影響により、天候が崩れる可能性もある。
皆既月食と惑星食が重なる世紀の天体ショーは、日本人の心が一つになる瞬間でもあた。
■感染拡大でも官房長官「行動制限しない」オミクロン株と同程度なら
(朝日新聞デジタル - 11月09日 15:37)
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午後5時40分頃、茨城県南部を震源域とするマグニチュード５の地震が発生した。茨城県の城里町では、最大震度5強を観測した。幸いにも津波の心配はない。震度4を記録した栃木県宇都宮市では、一時最大1600件に達する停電が起きていた。地震から3時間経過しても、信号機は止まったままだった。ライトをつけた警察が、道路に出て、交通整理を行った。引き続き震源域付近では、警戒が必要である。
新型コロナも北国北海道や首都圏を中心に感染拡大傾向にある。11月9日、日本全国の新規陽性者数は8万7410人、感染による死亡者数は97人だった。また人工呼吸器ECMOの装着を必要とする重症患者数は、前日比1人増となる177人である。北海道では、感染急増により、医療提供体制がおいついていない。病床使用率は40％に達している。
詳細 NHK NEWS WEB 2022年11月9日 https:/
また今冬はインフルエンザとの同時流行も懸念される。厚生労働省によると、インフルエンザの感染者数は、10月24日から10月30日までの1週間の統計によると、全国で153人と発表した。前年同期は20人、インフルエンザも流行の兆しがみえている。
詳細PDFファイル https:/
松野官房長官は、夏場に流行ったオミクロン株と同等の感染者数であれば、行動制限をかける必要はない、との考えを示した。ウィルスと共存する日常は当面の間続く。
本題 10月22日（土）JAXA相模原キャンパス一般公開 原始重力波を探せ！Light BIRD計画
目次
・第1章 火星の活動の兆候
・第2章 宇宙創世記に迫る原始重力波
・第3章 11月8日（火）皆既月食を撮影
昨11月8日（火）、皆既月食と惑星食が同時に起こる442年振りの天体ショーが行われた。前回は西暦1580年、皆既月食と土星食が起こっていた。今回の天王星食は、過去5000年間で初の出来事だった。日本各地の高いビルの展望台や住宅街の中に位置する高台では、夕暮れ時から世紀の天体ショーに向けて、沢山の人が足を運んだ。今回宇宙関連の話題と共に、皆既月食の写真を公開する。
一夜明けた、9日（水）、早速ネット上でユニークな皆既月食の写真がアップされていた。ネットらぼの記事によると、スカイツリーとコラボした写真が、ツィッターのユーザーから高評価を受けている。
写真 掲載元 ツィッター szuna氏 https:/
首都圏では20時42分頃、月の左下に隠れる様子をとらえた写真が公開された。視等級は六等、一等級さがるたびに、明るさは2,5倍暗くなる。一等星と比べると、六等星の明るさは100分の1、双眼鏡や望遠鏡での観測が必要だった。全国的に晴天に恵まれ、多くの人が、世紀の天体ショーを楽しんでいた。
前回2019年のJAXA相模原キャンパス 一般公開時の様子を書いた日記
2019年11月7日付け 11/2(土）ＪAXA相模原キャンパス 無料公開 はやぶさ２ミッションマネージャー 吉川真教授との直接会話 観測史上最小質量のブラックホールを発見！？https:/
10月22日に、JAXA（宇宙航空開発機構）相模原キャンパス内で、2019年11月2日（土）以来、3年ぶりに対面での施設一般公開が行われた。
感染症対策の観点から、事前予約制にて、3000名の入場が認められた。当日には予約券は完売、朝10時から午後4時30分まで出入りは自由である。今回、地球の隣に位置する火星と共に、宇宙の創世記インフレーション理論を裏付ける原始重力波を中心に説明する。
第1章 火星の活動の兆候
JAXA相模原キャンパスの展示室では、ロケット開発や火星探査機、水星探査機みお、宇宙創世記に迫る原始重力波の観測を目指す「Lite BIRD計画」など、現在進行中の複数のプロジェクトが紹介されていた。
敷地内の1角にある宇宙交流塔には、探査機はやぶさが、小惑星リュウグウから持ち帰った砂が展示されていた。
詳細 JAXA 特別公開2022 https:/
初めに紹介するのは、開発中の火星探査車である。地球との距離は、平均6000万キロメートル、表面は赤茶けた大地が広がる。標高2万メートルを越えるオリンポス山を始め、噴火の痕跡がなく、推定40億年前に磁場を失った。死の惑星といわれるものの、かつては液体の水が流れ、地球のように生命にも恵まれた環境だった可能性がある。
現在、NASAジェット推進研究所が開発した探査機インサイトが、火星内部から活動の兆候を探っている。移動能力はなく、着陸地点から動かない。地表の探査車に比べて、優れた機能を持つ。ロボットアームによって、地震計「SEIS」を設置する。詳しい震源域を突き止めることは難しいとはいえ、世界初となる火星の地震計である。
写真＝インサイト 掲載元 火星の地震に関する詳細記事 DSPACE 2019年5月23日付け https:/
もちろん火星には地球のようにプレート運動はない。表面に天体衝突の跡となるクレーターが多い状況から、凹凸が激しいことは確かである。クレーターのようにひびが入った箇所は、皺が寄るため、必然的に衝上断層が形成される。断層のずれによる地震が発生する可能性は高い。インサイトは、2018年11月27日にエリシウム平原に着陸した後、搭載されていた火星地震計SEISを使い、2022年6月時点で1300件以上の地震を観測した。地球のようにコアは、液体を保っているとみられている。2022年5月4日には、マグニチュード5の地震を観測している。
詳細 ソラエ 2022年6月23日 https:/
2021年12月24日に記録したマグニチュード4の地震の原因は、隕石衝突により、岩盤が揺れ動いたからである。上空を周回する探査衛星「マーズ・リコナサンス・オービター（MRO）」が、2022年2月11日に、隕石衝突痕のクレーターを撮影したことにより、地震との因果関係をしめすことができた。
Astro Arts 2022年11月4日付 https:/
地震の観測から、火星は、いまだに活動しているのではないか、との見方も強まりつつある。これまで計測された火星の地震は、全て隕石衝突が起因しているとみられていた。インサイトが記得したデーターから、内部由来で起こった可能性も指摘された。
以下 Astro Arts 2022年2月9日付け 参考「液体金属の分離が、火星磁場の運命を決めた」を参考 https:/
東京大学大学院理学系研究科は、2022年2月3日付けで、火星の磁場の消失に関して、画期的な説を発表した。地球内部では、固体の鉄の周りを、液体の鉄が対流することにより、磁場を生み出している。現在火星の核は、液体の鉄から成る。地球に飛来した火星由来の隕石には、硫黄が含まれていた。従って火星の内部にも硫黄に富んでいると予想される。謎の解明に役立ったのは、インサイトの観測データーである。2021年に記録したデーターによると、研究者の想像よりもコアが軽かった。つまり、硫黄よりも軽い物質の量が多いことを意味する。軽い物質の有力候補は、水素である。水素を火星にもたらしたのは、隕石である。40億年前、土星と木星の位置が入れ替わることにより、太陽系の小惑星と彗星を中心に大きな影響を受けた。大量の彗星が、惑星地球と衛星月に降り注いだことがわかっている。地球の半分の大きさの火星も無害ではないはずである。
水素は、鉄のコアに吸収されやすい。コアに含まれる水素と硫黄が、対流により、磁場の発生源になる。東京大学大学院理学系研究科の横尾舜平さんが率いるチームは、火星の磁場を考察するため、模擬実験を行った。「レーザー加熱式ダイヤモンドアンビルセル」と呼ばれる装置で超高圧高温状態を作り出し、鉄‐硫黄‐水素合金を融解させる。
その結果、新たな事実が判明した。火星コア中心部に相当する40万気圧で、温度が3000K（約2700℃）を超えた液体鉄の中では硫黄と水素が均質に分布していたのである。温度が3000ケルビンを下回ると、軽い水素が、圧力から開放され、液体鉄の領域から分離した。つまり、より重い硫黄の層とより軽い水素の層からなる成層構造（重い物質ほど下になること）になり、重力的に安定を保ったのである。コアの対流が抑制され、磁場を失った。
写真＝実験結果を示した図 掲載元 マイナビニュース 2022年2月4日付け
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出展：東大Webサイト 現在の火星コアの温度・圧力(赤、オレンジ)と初期の火星コアの温度・圧力(ピンク)。黒い線より高温では液体鉄-硫黄-水素合金は1相の均質な液体となり、黒い線の温度を下回ると2相の液体に分離する
実験結果をまとめると、推定されている現在の火星コアの圧力（約20-40万気圧）と温度（約1700-2200℃）では、液体金属の中に含まれる硫黄と水素は、分離するのである。
写真＝試料の断面の元素マッピング
低温で液体が分離していた試料（左）と高温で分離していなかった試料（右）を固まってから切断し、硫黄の分布を調べた画像（提供：東京大学大学院理学系研究科リリース、以下同）
誕生直後火星のコアの温度は、推定3000ケルビン以上、硫黄と水素から成る一相の均質な液体だった。同じ相で軽い水素が、重い硫黄の層の周りを対流することにより、磁場を生み出していた。コアの温度が冷えると、水素と硫黄の2層に別れ、安定を保ったことにより、対流は抑制され、磁場を失った。
磁場の消失により、火星の活動は止まり、現在の姿になったといわれている。太陽風により、大気が剥ぎ取られ、かつて存在した水蒸気は、水素と酸素に解離する。重い酸素は残る一方、水素は放出された。現在の大気圧は0,006気圧、組成は95％が二酸化炭素、3％が窒素である。1,6パーセントがアルゴン、その他微量の酸素、一酸化炭素、メタンなども検出された。2017年、東京工業大学・地球生命研究所の黒川宏之研究員と千葉工業大学惑星探査研究センターの黒澤耕介研究員が率いるチームが、火星の大気の流出に関する新事実を発表した。火星由来の隕石に含まれた窒素とアルゴンの同位体組成と新たに行った理論計算を元に計算する。かつての大気圧は、0,5気圧以上、つまり地球の半分以上の厚さになる。磁場を失って4億年の間に、50％以上の水が、宇宙空間に放出されたと結論付けた。
詳細記事 東京工業大学 公開日：2017.09.05 https:/
コアの対流の促進と抑制の概略図 提供：東京大学大学院理学系研究科リリース
火星のコアにおける液体鉄の分離によって対流が促進され、やがて抑制される仕組みを表した図
2022年末まで稼動予定のインサイトが、正確な情報を掴むことができれば、東京大学の横尾舜平氏率いるチームの実験結果が証明される。地表の探査車と共に、地震観測機インサイトにより、赤い惑星の謎の解明に挑んでいる。
＜終わり＞
地表の探査車や上空の探査衛星が撮影した写真から、液体の水が流れた跡となる川筋が残っている。また火星周回衛星が赤外線で撮影したところ、地下に氷の層を突き止めた。現在世界各国の研究機関が急いで開発する探査車は、氷の層を掘り出す機能を備える。NASA(アメリカ宇宙航空局）によると、場所によっては地下わずか2,3cm掘るだけで、氷の層が出てくるという。
詳細 CNNニュース 2019年12月12日付け https:/
写真＝一般公開の展示スペースの火星探査車
将来火星探査に備え、氷が存在する箇所を割り出し、探査機を送る計画である。2004年に火星探査車スピリットは、地球の温泉地で採掘されるヘマタイトやオパールを見つけていた。火星の水の痕跡、または生命が存在した証拠を突き止めるべく、既に国際競争に入っている。
第2章 宇宙創世記に迫る原始重力波
続いてのテーマは、宇宙の急膨張を示すインフレーション理論を裏付ける原始重力波をとらえる「Lite BIRD計画」である。
写真＝Lite BIRD衛星のイラスト 掲載元 JAXA宇宙科学研究所 https:/
重力波といえば、時空のゆがみが波動として伝わる現象である。提唱者は、かの有名なアインシュタインだった。彼は1915年に発表した相対性理論によると、時空のゆがみについて説いている。物の間には、質量に比例して重力が働く。物体の質量によって、空間自体も凹みが生じるのである。その物体が動くたびに、歪んだ空間が、波を起こすのである。理論的に重力波は発生するものの、空間のゆがみはごくわずか、検出は不可能と予言していた。
詳細 摂南大学 2016年6月2日付 https:/
重力波 関連日記 2019年10月30日 国立天文台 三鷹キャンパス年に１度の特別公開（1）重力波天文学の幕開け 神代植物公園のﾊﾞﾗ園とダリア園
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丁度100年のときを経て、アインシュタインが予言した重力波が始めてとらえられる。観測装置はLIGO（ライゴ）というL字型のレーザー干渉計だ。
写真＝レーザー干渉計 掲載元 IT Media 2017年10月3日付 ノーベル物理学賞、「重力波」米研究者に 15年に初観測 https:/
アメリカ北西部のワシントン州と3000km離れた南部ルイジアナ州に設置された。２つの腕が交わる箇所に半透鏡を、腕の端には反射鏡を置く。半透鏡によって光は、２方向に分けられる。それぞれ腕の先端に設置された反射鏡によっって、光は跳ね返され、検出機に入り込む。重力波には垂直方向に時空を歪ませる性質がある。腕の伸び縮みにより生じる光路差は、重力波到来時に検出される光の干渉に変化をもたらす。したがって、重力波到来時には、波形になる。
詳細 LIGO重力波を観測 https:/
ルイジアナ州にある干渉計リビングストンは、腕の長さが4kmになる。一方ワシントン州のハンフォードは、腕の長さが4kmと2kmの２機になる。LIGOは2002年に試運転を開始し、2010年にいったん停止し、感度を高めるため改良する。2015年9月に再開された。同月14日、2つの干渉計が、ほぼ同時に奇妙な信号をとらえた。2つの天体が、重力波の放出に伴い、エネルギーを失った結果、軌道半径が縮み、衝突したのである。２つの連星が接近することを「インスパイラル」という。衝突時波形がピークに達すると、波が小さくなる。衝突後の波形を「緩和」という。2つの天体の距離間はわずか350km、インスパイラルから衝突、緩和までの流れは、0,1秒の間に起こっていた。空間のゆがみは、10のマイナス21乗分の１、水素原子一個分の大きさより小さい。水素原子の大きさは、デンマークの物理学者ニールス・ボーアがはじき出した。通称ボーア半径という。通常の基底状態において、5.29177249×10-11mである。わかりやすくいうと、1000万分の1ミリメートル、10のマイナス19乗分の1mに相当する。
詳細 近畿大学宇宙研究室 https:/
横軸が距離、縦軸が強さをあらわす。波形から、太陽質量の36倍と29倍の超高密度の天体が衝突した事実が明らかになった。放出源は、視直径10,8度になるかじき座のマゼラン銀河の方角から13億光年先である。2つの天体の合体に伴い、太陽の3倍程度となる質量が重力波として放出された。超高密度の天体といえば、ブラックホール以外に考えられない。2つのブラックホールの接近段階を「インスパイラル」、合体時を「マージャー」、一つの天体になり、波形の緩和時を「リングダウ」ともいう。
写真＝GW20150914の波形 掲載元 PowerPoint Presentation 11ページ
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重力波の検出により、宇宙の見方が大きく変わる可能性がある。天文学者は、宇宙創世記に迫られるのではないか、と期待した。
超高温高密度の特異点で始まったとされる宇宙は、インフレーションと呼ばれる急膨張を遂げた。超高温の火の玉宇宙を「ビッグバン」という。原始核を構成する陽子や、電子が不規則に飛び交う世界だった。宇宙膨張速度が緩やかになり、温度が3000ケルビンまで下がると、状況が変わる。原子核が電子と結びつき、原子が誕生する。宇宙創世記は、水素原子とヘリウム原子のみだった。ごく少量のリチウムも存在していたとの見方もある。宇宙誕生38万年後、原子核が電子を捕獲して、原子になると、光がまっすぐ進めるスペースが出来た。いわゆる「宇宙の晴れ上がり」である。
写真＝プランク衛星がとらえた宇宙の晴れ上がり、温度が高いところは赤色に、温度が低いところは青色になる。その差10万分の1度
現在NASAが打ち上げたWMAP衛星とCOBE衛星が、宇宙誕生38万年後に発せられた光を観測している。宇宙膨張を示すz=1090、誕生間もない頃に発生した重力波は、１プラスｚ倍伸びて、電波領域のマイクロ波で観測されるのである。
詳細 東京大学 見えてきた「宇宙の始まり」ビッグバン直前の一瞬を説く「インフレーション理論」2015年5月14日付 https:/
写真＝電磁波の説明 掲載元 エネ管.com 2022年3月3日付け
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光が直進できるようになったのは、宇宙誕生38年年後、つまりビッグバン直後の世界は謎に包まれたままである。
写真 実験グループ 素粒子専攻 http://
そこで手がかりになるのは、重力波である。超高温高密度の火の玉宇宙がインフレーションと呼ばれる急膨張を遂げる。実のところ宇宙背景放射（Cosmic Microwave back ground、通称CMB)は全天からほぼ等方的に観測される。温度分布を調べたところ、温度が高い赤い部分と、やや温度の低い青色の部分の差は、わずか10万分の1程度にしかならない。
インフレーション理論を裏付ける原始重力波が検出できた場合、Bモード偏光という特定の渦が出来る。なぜなら、アインシュタインによると、わずかでも物質があると、重力波の影響を受けるからである。WMAP衛星が観測したデーターは、温度のムラのみ表していた。原始重力波が、物質にぶつかると、決まったパターンの模様を作りだす。一つは泉がわくように一点から波が急激に広がる。Eモード偏光という。もう一つは、渦を巻き上げるパターンである。2027年打ち上げ予定のLite BIRD衛星が観測を目ざすBモード偏光である。
写真 掲載元 日本科学未来館 科学コミュニケーターのブログ 2014年3月20日
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Eモード偏向は、WMAP衛星が温度のムラをとらえたことにより、観測に成功している。原始重力波の痕跡がとらえられれば、偏光により渦を巻くBモード偏光が作り出されるはずである。 LiteBIRD (ライトバード) による 偏光観測では、原始重力波が CMB に刻んだ特殊な偏光パターンの痕跡を検出できる可能性がある。
以下 ウィキペディア Lite BIRD 構造から引用
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「低周波望遠鏡 (LFT) と中高周波望遠鏡 (MHFT) の2つの望遠鏡で、34 - 448 GHzの波長領域のミリ波を15のバンドで高精度に観測することにより、天の川銀河からの前景放射を高い精度で取り除く。また、望遠鏡を5K（ケルビン）、焦点面検出器を100mKまで冷却することで熱放射によるノイズを低減する[12]。LFTは日本、MHFTはヨーロッパ、焦点面検出器と低温読み出し回路はアメリカ、常温読み出し回路はカナダが担当する。」
＜引用終わり＞
写真＝電波領域の波長の説明 掲載元 https:/
観測できれば、宇宙の始まりインフレーション理論を裏付ける一大成果である。JAXAは、ロケット開発と共に、小惑星探査から、遠い宇宙までの幅広い分野で、日本をリードした。科学技術の進歩に伴い、着実に宇宙への理解が深まっている。
第3章 11月8日（火）皆既月食を撮影
11月8日の午後9時代から、三脚を使い、100倍ズームが利くコンデジで撮影した。月が欠けるたびに、光が弱くなる分、シャッター速度は上がらない。低感度で撮影する場合、三脚でカメラの固定はもちろん、セルフタイマー機能を使う必要がある。若干焦点がずれることもあったものの、しっかりと記録することができた。
前回の皆既月食を取り上げた日記 2021年5月26日付け 5/26(水）スーパームーンと皆既月食が重なる 天体招介 さそり座ＡＲ星 星団Westerlund2 5月26日付コロナ情報 https:/
写真＝18時38分 月が欠け始める
写真＝19時37分 赤銅色に染まった月
写真＝19時41分
写真＝20時42分 本影が終る頃
広く高気圧に覆われた日本列島は、雲ひとつない秋晴れに恵まれ、空気も澄み渡っていた、見通しが利く分、天体観測には最高の条件がそろった。日本各地で、19時台から20時台、赤銅色に染まった月にカメラのレンズが向けられていた。次の皆既月食は、2025年9月8日、時期的には、秋雨前線の影響により、天候が崩れる可能性もある。
皆既月食と惑星食が重なる世紀の天体ショーは、日本人の心が一つになる瞬間でもあた。
■感染拡大でも官房長官「行動制限しない」オミクロン株と同程度なら
(朝日新聞デジタル - 11月09日 15:37)
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