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2026年10月23日23:19
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2026年天文学第3回 ＜2026年10月24日 国立天文台三鷹キャンパス一般公開に向けて――観測装置は人類の“新しい五感”である＞後編 第2章 天文学者との直接対話 1a型超新星 ブラックホール
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2026年天文学第3回 ＜2026年10月24日 国立天文台三鷹キャンパス一般公開に向けて――観測装置は人類の“新しい五感”である＞後編 第2章 天文学者との直接対話
第1章で探究した数学的・物理的な基礎理論の地平から、本章ではいよいよ現代天文学の最前線へと歩みを進める。広大な宇宙のスケールと、そこで展開される極限的な物理現象は、人間の知性が到達した観測技術によって次々とその姿を現しつつある。本章では、東京大学木曽観測所における天文学者や大学院生との対話、そして国立天文台の本間希樹教授との深い議論を通じて、宇宙の膨張、ブラックホールの実像、そして時空の一般相対性理論的検証に迫る。
目次
前編 第1章 観測装置の解説。
https:/
後編 第2章 天文学者との直接対話
� ‥貘臾攸彰兮�所のコーナーにて、大学院生から1A型超新星爆発について聞く。
超新星爆発とJWST（ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡）の解説
〜115億光年先のIa型超新星と「宇宙膨張」のドラマ〜
1. なぜIa型超新星（Type Ia Supernova）が重要なのか？
「宇宙の標準光源（ろうそく）」：
2. 「可視光」から「赤外線（JWST）」へのシフト：赤方偏移（Redshift）の仕組み:
・JWST（ジェイムズ・ウェッブ）の独壇場：
・ 展示見学・メモ用まとめ（ワンポイント）
【ノート用要約メモ】
・ 大学院生から学んだこと
�◆ 船屮薀奪�ホールから相対性理論・国際情勢を語る〜
（1）EHTプロジェクトとブラックホールシャドウ
（2）ブラックホールの歳差運動と相対性理論の検証
（3）学問と国際協調・情勢への思い
ーーーーー自分用ノートーーーーー
【コラム：ナノヘルツ重力波観測とファラデー回転の壁】
1. ナノヘルツ重力波を捉える手法（パルサータイミング配列：PTA / SKAの役割）何を観測しているのか：
2. ファラデー回転（Faraday Rotation）の位置づけファラデー回転とは：
【EHTプロジェクトとブラックホールシャドウ（拡張部分）】
第2章 天文学者との直接対話
木曽観測所では、主に１Ａ型超新星爆発について天文学者と議論を深めた。1A型超新星は、白色矮星の限界質量太陽の1,44倍に達して大爆発を起こす。エネルギーと明るさは比例することから、絶対高度はマイナス19,3等級と決まっている。元の明るさがわかれば、見かけの明るさと比較して、距離の算出もできるようになる。
� ‥貘臾攸彰兮�所のコーナーにて、大学院生から1A型超新星爆発について聞く。
宇宙望遠鏡科学研究所（STScI）が、JWST（ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡）を通して観測した1a型超新星「SN 2023adsy」ｚ2,93を焦点に当てていく。地球からの光行距離115億光年。宇宙膨張に伴い、共動距離209億光年になる。過去の1a型と判明した超新星の距離は、z1,6 地球からの光行距離98億光年、共動距離150億光年だった。JWSTが観測した1a型超新星「SN 2023adsy」は、標準光源としての性質を保っていることが判明したのである。視野の広いナンシー・グレース・ローマン望遠鏡と共に、遠方の1a型超新星探しに大きな期待が高まっている。
写真1枚目 超新星SN2023adsyスペクトルデータ
超新星爆発とJWST（ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡）の解説
〜115億光年先のIa型超新星と「宇宙膨張」のドラマ〜
1. なぜIa型超新星（Type Ia Supernova）が重要なのか？
「宇宙の標準光源（ろうそく）」：
Ia型超新星は、白色矮星が限界質量（チャンドラセカール限界）を超えたときに起こる thermonuclear（熱核）爆発である。「爆発時の真の明るさ（絶対等級）がほぼ一定」という極めて特殊で便利な性質を持つ。
宇宙の距離指標：
見かけの明るさを測定するだけで地球からの正確な距離が計算できるため、宇宙膨張の歴史や「ダークエネルギー」の発見に決定的な役割を果たした。
2. 「可視光」から「赤外線（JWST）」へのシフト：赤方偏移（Redshift）の仕組み:
本来、Ia型超新星の光は青〜白色などの可視光線で最も強く輝く。しかし、115億光年もの彼方から地球に光が届くまでの間、決定的な現象が起こる。
宇宙の膨張による波長の伸び（赤方偏移）：
115億年という途方もない時間をかけて光が宇宙空間を旅してくる間に、宇宙そのものが膨張して引き伸ばされていく。
可視光が「近赤外線〜中赤外線」へ：
光の波長がゴムのようにビヨンと引き伸ばされるため、もともと「可視光（目に見える光）」だった光が、地球に着く頃には「赤外線」の波長帯にまでシフト（赤方偏移）していく。
写真2枚目 超新星SN2023adsy観測データ
JWST（ジェイムズ・ウェッブ）の独壇場：
大気の影響を受けない地上はもとより、従来のハッブル宇宙望遠鏡（主に可視光・紫外線が得意）では捉えきれなかった暗く引き伸ばされた赤外線を、高感度なJWSTの赤外線センサーが一網打尽に捉えることで、115億年前（宇宙誕生からわずか20億年ほど）の超新星爆発が相次いで発見されるようになった。
展示見学・メモ用まとめ（ワンポイント）
【ノート用要約メモ】
Ia型超新星：明るさが一定なため「宇宙の距離を測る標準のものさし」になる。
115億光年の壁：宇宙膨張の影響で、本来の「可視光」が波長を引き伸ばされて「赤外線」に変わってしまう（赤方偏移）。
JWSTの威力：ハッブル（可視光）では見えなかった超遠方の赤外線超新星を捉えることで、初期宇宙の膨張速度や星の進化の歴史が一気に解明されつつある。
写真3枚目 HST（ハッブル宇宙望遠鏡）とJWST(ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡）の比較表
・大学院生から学んだこと。
いくら明るい1A型超新星とはいえ、常に同じ明るさを保っているわけではない。実は爆発直後から20日かけて徐々に明るさを増してピークに達していく。極大期の20日を過ぎると、15日程かけて、1等級分暗くなっていく。放射性物質（ニッケル56からコバルト56への崩壊など）のエネルギーによって、数カ月かけてゆっくりと減光していくのである。注意すべきは、全ての1a型超新星が、まったく同じ明るさで爆発するわけではない（個体差やバラツキがある）」
明るいIa型ほどゆっくり暗くなり、暗いIa型ほど速く暗くなるという性質（フィリップス関係）を持つ。相関関係を発見した天文学者のマーク・フィリップスにちなみ命名された。
この「ピークから15日〜20日後の間にどれくらい暗くなったか」を測ることで、その超新星の「本当の明るさ（絶対等級）」を正確に割り出す。
ピーク時より1.2〜1.5等級ほど確かに暗くなっていく。距離を測定するための「標準光源」として分析・観測する上では、「20日後」のデータこそがカギになる。
木曽観測所のようなシュミット望遠鏡（広視野で近く〜中距離の天体を一網打尽にする）の技術から、JWSTのような超遠方・初期宇宙をピンポイントで掘り下げる最新鋭の宇宙望遠鏡まで、「広さと深さの対比」として捉えると天文学の全体像がクリアに見える。それぞれ天文学者は、あらゆる波長の望遠鏡を使い分けながら探っている。
�◆ 船屮薀奪�ホールから相対性理論・国際情勢を語る〜
ナノヘルツ重力波やSKA（スクエア・キロメートル・アレイ）プロジェクトを紹介する室内で、ブラックホール撮影で世界的に知られる本間希樹教授（国立天文台）とお話しする機会を得た。2019年（地球外生命・古生物）、2022年（オンラインと対面の違い、ブラックホールシャドウ）に続く交流である。
写真4枚目 本間稀樹教授 2025年10月25日（日）国立天文台 三鷹キャンパスの展示ブースにて
（1）EHTプロジェクトとブラックホールシャドウ
地球サイズの干渉計： 世界8か所11台（拡大後）の電波望遠鏡を合成し、地球口径約1万km相当の超高解像度を実現。1.3mm帯（230GHz）の電波で観測する。
技術的難所： 大気中の水蒸気による減衰や、地球の自転に伴う各望遠鏡への到達波の「位相差（位相補正）」を極限まで精密に計算・補正する必要がある。
巨大ブラックホールへの挑み（NGC4889との比較）：
かみのけ座銀河団の中心にある巨大ブラックホール「NGC4889」（太陽質量の210億倍、2億1000万光年）について尋ねたところ、本間教授は「M87の3倍以上の質量があり探査価値は高いが、距離が遠いため、現在はM87やいて座A*（天の川銀河中心）の継続観測と動画化を優先している」と回答された。
（2）ブラックホールの歳差運動と相対性理論の検証
11年周期の歳差運動（EAVNの成果）：
2023年9月、東アジアVNET（EAVN・7mm帯）の過去20年・170枚に及ぶ観測データ解析により、M87のブラックホール噴流（ジェット）が自転軸の傾きに伴い11年周期で「歳差運動」をしていることが判明した。
時空を引きずり込む「フレーム・ドラッキング効果」：
2024年の対話時、画像の明るい部分（下部）を示しながら「回転する高密度天体が周囲の時空そのものを引きずり込んでいる（レンズ・サーリング効果）」と解説された。たった1枚の写真が、アインシュタインの一般相対性理論を直接実証する強力な証拠となることに、学問の深遠さを実感した。
写真5枚目 ブラックホールによる慣性のひきずり、「フレーム・ドラッキング効果」の解説図
（3）学問と国際協調・情勢への思い
情勢の影と科学の使命：
ウクライナ侵攻やガザ紛争、コロナ禍以降の民族・国家間の分断について問いかけると、本間教授は深く頷かれた。「欧米とロシア間の分断は現場でも痛感する。天文学会にはアメリカを中心に多くのユダヤ系研究者が活躍しているが、アラブ諸国の直接参加はまだ少ない」と現実を明かされた。
国境を超える天文学：
天文学という学問は、世界中の望遠鏡と知性を繋ぐ「国際協調」なしには成り立たない。文化や宗教の壁を超えて人類が一丸となって宇宙に挑む姿勢こそが不可欠である。
研究者が自身の理論や予言を観測技術の進歩によって証明していく喜び――アインシュタインから現代の研究者へと受け継がれる知のバトンに触れ、深い達成感とともに会場をあとにした。
ーーーーー自分用ノートーーーーー
【コラム：ナノヘルツ重力波観測とファラデー回転の壁】
1. ナノヘルツ重力波を捉える手法（パルサータイミング配列：PTA / SKAの役割）何を観測しているのか：
超巨大ブラックホールの合体などが引き起こす、周期が数年〜数十年という超スローな「ナノヘルツ領域の重力波」を、全天に散らばるミリ秒パルサー（規則正しく電波のパルスを放つ中性子星）の届く時間のズレ（タイミング）から検出する（SKAプロジェクトなどの主要な目標）。
何が問題になるのか：
パルサーからの電波が地球に届くまでの間には、銀河間空間や星間ガス、プラズマ、磁場が満ちている。これらが電波の伝播に影響を与えるため、純粋な「重力波による時空の歪み（タイミングのズレ）」だけを綺麗に取り出す必要がある。
2. ファラデー回転とは：
ファラデー回転（Faraday Rotation）とは、直線偏光した電波が、磁場と自由電子（プラズマ）が存在する空間を通過するとき発生する。その磁場の向きと電子の密度に応じて偏光の向き（偏波面）がぐるっと回転させられる現象。なぜ重要なのか（ノイズの除去と宇宙磁場の解明）、パルサーから届く電波の偏光状態を測ることができるからである。偏光とは、進行方向に対して垂直に振動しながら進む横波（よこなみ）をさす。一方縦波は進行方向に振動する。偏光状態は、途中の空間にある磁場の強さや向き（ファラデー回転度：RM）を教えてくれる。 このファラデー回転や分散測定（Dispersion Measure）の変動を正確にモデル化して引き算（補正）により、答えを求めていく。計算を省けば、電波の遅延が「重力波」によるものなのか、「手前のガス」の影響なのかが区別がつかない。つまり、ナノヘルツ重力波の極限的な高精度観測を成立させるための「必須の補正プロセス」がファラデー回転の測定である。
写真6枚目 ファラデー回転の解説図
【EHTプロジェクトとブラックホールシャドウ（拡張部分）】
私は本間教授に、さらに踏み込んだ技術的な疑問をぶつけてみた。「EHTのネットワークは世界8か所11台へと拡張されていますが、ハードウェアとして数を増やす以外に、観測精度や解像度を限界まで高めるアプローチはあるのでしょうか」本間教授は、超長基線電波干渉計（VLBI）の本質を見据えながら丁寧に解説してくれた。干渉計の解像度は、原理的に「望遠鏡同士の最大基線長（距離）」に依存する。地球サイズ（約1万km）の仮想的な巨大望遠鏡を構築する場合、単にアンテナの数を増やすだけではなく、世界各地のバラバラな地点に届く電磁波の「位相（波のズレ）」を完璧に同調させることが絶対条件となる。地球は24時間で自転しており、天体からの光が各望遠鏡に到達するまでの光路長（幾何学的遅延）には刻一刻と微細な差が生じてしまう。さらに、大気圏を通過する際の水蒸気量のゆらぎや、各観測所の原子時計のわずかなズレも混入する。波動の基礎理論において、波の位相 $\phi$ は波長 $\lambda$ と光路差 $\Delta x$ を用いて次のように表される。$$\phi = \frac{2\pi}{\lambda} \Delta x$$この位相差を数式的に厳密に計算していく。観測データから正確に引き算する処理（フリンジフィッティングや位相較正）こそが、ブラックホールの影という極限の微小画像を浮かび上がらせる最大の肝となる。望遠鏡の数を増やすことはデータの冗長性や感度（信号対雑音比：SNR）を高める上で不可欠である。最終的な解像度と信頼性の極限は、この「途方もない位相差の補正技術」の精度そのものにかかっているのである。
写真7枚目 位相の解説（1）
（２）波の位相の求め方
光の位相と波面位相とは、周期的な運動をする現象が1回の周期内のどのタイミングにあるかを示すものである。光は波としての性質（干渉、回折、偏光など）と、粒子としての性質（光電効果やコンプトン効果など）の双方を併せ持つ。物理学では「光の粒子-波動二重性」と呼ぶ。
古典的な電磁気学においては、マクスウェル方程式によって光は電磁波（波）として完全に記述されていた。20世紀初頭の量子力学の黎明期において、プランクのエネルギー量子仮説やアインシュタインの光量子仮説（光電効果の説明）により、見方は大きく変わった。光はエネルギーと運動量を持った「光子（フォトン）」という粒子の性質も持つことが実証された。
「位相や波面」といった波動としての捉え方は波の側面に基づいたものである。一方で特定の光学現象やエネルギーのやり取りを議論する際には粒子の側面が重要となる。波と粒子は切り離して考えることはできない。両方の性質を理解することが、現代の光学や光制御の本質を捉える上で不可欠である。光が波動として振舞う際、ある点が交互に繰り返す山と谷の間のどの状態にあるのか、実は観測することで位置が確定するのである。
位相は $0$ から $2\pi$ で定められ、周期内のあるタイミングの位相を $0$ とすると、1周期めぐったタイミングの位相は $2\pi$ となる。このとき、周期内の状態としては位相が $0$ のときと同じ状態である。例えば、波の山の頂点の位相を $0$ とすると、位相が $2\pi$ の点は次の山の頂点部分に相当する。光の波は1次元軸上だけで振動しているのではない。3次元的に広がりながら進むため、周期内で同じタイミングの状態にある（同じ位相である）点を結ぶと面が形成されていく。この面が波面である。位相を自由に変化させることによって、波面を制御することが可能となる。波面の形状は光源の性質によって異なる。点光源の場合、光が球面状（球面波）に広がっていく。
写真8枚目 位相の解説（2）
一方、レーザ光の場合は光の位相が揃う。波の同じ位置（位相）を結ぶと平面状の波面（平面波）になる。このような波面の形状は、光が伝搬していく途中の物質との相互作用によって変化していく。例えば、光の波が進む途中にガラスなどの透明な物体やレンズ、プリズムなどの光学素子が存在する場合、その物体の屈折率に応じて光の速度が低下していく。障害物に当たると、波面の進行が遅れることで形状が変化する。光学設計においては、一般的に多くの光学素子は光線の向きを変化させるものとして設計される。この光線は波面に対して垂直な線として定義されるため、光学素子による様々な機能は波面形状の変化によっても説明することが可能である。すなわち、LCOS-SLMを用いて波面を自由に制御することで、様々な光学素子の機能を実現することが可能となる。
出典一覧
写真1枚目 超新星SN2023adsyスペクトルデータ
写真2枚目 超新星SN2023adsy観測データ
掲載元 Sorae 2024年6月29日付 https:/
写真3枚目 HST（ハッブル宇宙望遠鏡）とJWST(ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡）の比較表
掲載元 毎日新聞 2022年5月26日付 https:/
写真4枚目 本間稀樹教授 2025年10月25日（日）国立天文台 三鷹キャンパスの展示ブースにて
掲載元 調布経済新聞 2026年10月15日付 https:/
写真5枚目 ブラックホールによる慣性のひきずり、「フレーム・ドラッキング効果」の解説図 掲載元 xenospectrum 2025年12月15日付
https:/
写真6枚目 ファラデー回転の解説図 掲載元 宇宙物理メモ ファラデー回転 宇宙に一様な磁場は存在するか？より
https:/
写真7枚目 位相の解説（1）
写真8枚目 位相の解説（2）
掲載元 HAMAMATSU LCOS-SLMとは 光の位相と波面
https:/
以下 関連作品
・＜国立天文台三鷹キャンパス 2024年10月19日（土）特別公開レポート＞ 重力波天文学 LIGO（ライゴ）について 私と第一線で活躍する本間希樹教授との会話
https:/
・緑に輝く「レモン彗星」が告げる、過去の恐怖と未来への警告 2025年12月9日付
https:/
・宇宙物理学 JAXAが打ち上げたXRISM(クリズム）で銀河団の謎に迫る 火星の衛星探査計画（MMX) 2024年11月2日（土）のJAXA一般公開 2025年10月10日付
https:/
・天体イベントと生命誕生（前編）夜空を横切る火球 スノーボールアースについて 2021年12月4日付 https:/
・天体イベントと生命誕生（後編）135億光年先で銀河発見 地球内で生物誕生に迫る実験 2022年4月8日付
https:/
・ 天文学で新発見が相次ぐ 白色矮星を公転する惑星、2020年9月18日付
https:/
■【速報】高市総理 ガソリン補助金の見直し検討を赤沢経済産業大臣に指示へ 今後の支援は「柔軟に検討する」
(TBS NEWS DIG - 10月23日 17:52)
https:/
第1章で探究した数学的・物理的な基礎理論の地平から、本章ではいよいよ現代天文学の最前線へと歩みを進める。広大な宇宙のスケールと、そこで展開される極限的な物理現象は、人間の知性が到達した観測技術によって次々とその姿を現しつつある。本章では、東京大学木曽観測所における天文学者や大学院生との対話、そして国立天文台の本間希樹教授との深い議論を通じて、宇宙の膨張、ブラックホールの実像、そして時空の一般相対性理論的検証に迫る。
目次
前編 第1章 観測装置の解説。
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後編 第2章 天文学者との直接対話
� ‥貘臾攸彰兮�所のコーナーにて、大学院生から1A型超新星爆発について聞く。
超新星爆発とJWST（ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡）の解説
〜115億光年先のIa型超新星と「宇宙膨張」のドラマ〜
1. なぜIa型超新星（Type Ia Supernova）が重要なのか？
「宇宙の標準光源（ろうそく）」：
2. 「可視光」から「赤外線（JWST）」へのシフト：赤方偏移（Redshift）の仕組み:
・JWST（ジェイムズ・ウェッブ）の独壇場：
・ 展示見学・メモ用まとめ（ワンポイント）
【ノート用要約メモ】
・ 大学院生から学んだこと
�◆ 船屮薀奪�ホールから相対性理論・国際情勢を語る〜
（1）EHTプロジェクトとブラックホールシャドウ
（2）ブラックホールの歳差運動と相対性理論の検証
（3）学問と国際協調・情勢への思い
ーーーーー自分用ノートーーーーー
【コラム：ナノヘルツ重力波観測とファラデー回転の壁】
1. ナノヘルツ重力波を捉える手法（パルサータイミング配列：PTA / SKAの役割）何を観測しているのか：
2. ファラデー回転（Faraday Rotation）の位置づけファラデー回転とは：
【EHTプロジェクトとブラックホールシャドウ（拡張部分）】
第2章 天文学者との直接対話
木曽観測所では、主に１Ａ型超新星爆発について天文学者と議論を深めた。1A型超新星は、白色矮星の限界質量太陽の1,44倍に達して大爆発を起こす。エネルギーと明るさは比例することから、絶対高度はマイナス19,3等級と決まっている。元の明るさがわかれば、見かけの明るさと比較して、距離の算出もできるようになる。
� ‥貘臾攸彰兮�所のコーナーにて、大学院生から1A型超新星爆発について聞く。
宇宙望遠鏡科学研究所（STScI）が、JWST（ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡）を通して観測した1a型超新星「SN 2023adsy」ｚ2,93を焦点に当てていく。地球からの光行距離115億光年。宇宙膨張に伴い、共動距離209億光年になる。過去の1a型と判明した超新星の距離は、z1,6 地球からの光行距離98億光年、共動距離150億光年だった。JWSTが観測した1a型超新星「SN 2023adsy」は、標準光源としての性質を保っていることが判明したのである。視野の広いナンシー・グレース・ローマン望遠鏡と共に、遠方の1a型超新星探しに大きな期待が高まっている。
写真1枚目 超新星SN2023adsyスペクトルデータ
超新星爆発とJWST（ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡）の解説
〜115億光年先のIa型超新星と「宇宙膨張」のドラマ〜
1. なぜIa型超新星（Type Ia Supernova）が重要なのか？
「宇宙の標準光源（ろうそく）」：
Ia型超新星は、白色矮星が限界質量（チャンドラセカール限界）を超えたときに起こる thermonuclear（熱核）爆発である。「爆発時の真の明るさ（絶対等級）がほぼ一定」という極めて特殊で便利な性質を持つ。
宇宙の距離指標：
見かけの明るさを測定するだけで地球からの正確な距離が計算できるため、宇宙膨張の歴史や「ダークエネルギー」の発見に決定的な役割を果たした。
2. 「可視光」から「赤外線（JWST）」へのシフト：赤方偏移（Redshift）の仕組み:
本来、Ia型超新星の光は青〜白色などの可視光線で最も強く輝く。しかし、115億光年もの彼方から地球に光が届くまでの間、決定的な現象が起こる。
宇宙の膨張による波長の伸び（赤方偏移）：
115億年という途方もない時間をかけて光が宇宙空間を旅してくる間に、宇宙そのものが膨張して引き伸ばされていく。
可視光が「近赤外線〜中赤外線」へ：
光の波長がゴムのようにビヨンと引き伸ばされるため、もともと「可視光（目に見える光）」だった光が、地球に着く頃には「赤外線」の波長帯にまでシフト（赤方偏移）していく。
写真2枚目 超新星SN2023adsy観測データ
JWST（ジェイムズ・ウェッブ）の独壇場：
大気の影響を受けない地上はもとより、従来のハッブル宇宙望遠鏡（主に可視光・紫外線が得意）では捉えきれなかった暗く引き伸ばされた赤外線を、高感度なJWSTの赤外線センサーが一網打尽に捉えることで、115億年前（宇宙誕生からわずか20億年ほど）の超新星爆発が相次いで発見されるようになった。
展示見学・メモ用まとめ（ワンポイント）
【ノート用要約メモ】
Ia型超新星：明るさが一定なため「宇宙の距離を測る標準のものさし」になる。
115億光年の壁：宇宙膨張の影響で、本来の「可視光」が波長を引き伸ばされて「赤外線」に変わってしまう（赤方偏移）。
JWSTの威力：ハッブル（可視光）では見えなかった超遠方の赤外線超新星を捉えることで、初期宇宙の膨張速度や星の進化の歴史が一気に解明されつつある。
写真3枚目 HST（ハッブル宇宙望遠鏡）とJWST(ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡）の比較表
・大学院生から学んだこと。
いくら明るい1A型超新星とはいえ、常に同じ明るさを保っているわけではない。実は爆発直後から20日かけて徐々に明るさを増してピークに達していく。極大期の20日を過ぎると、15日程かけて、1等級分暗くなっていく。放射性物質（ニッケル56からコバルト56への崩壊など）のエネルギーによって、数カ月かけてゆっくりと減光していくのである。注意すべきは、全ての1a型超新星が、まったく同じ明るさで爆発するわけではない（個体差やバラツキがある）」
明るいIa型ほどゆっくり暗くなり、暗いIa型ほど速く暗くなるという性質（フィリップス関係）を持つ。相関関係を発見した天文学者のマーク・フィリップスにちなみ命名された。
この「ピークから15日〜20日後の間にどれくらい暗くなったか」を測ることで、その超新星の「本当の明るさ（絶対等級）」を正確に割り出す。
ピーク時より1.2〜1.5等級ほど確かに暗くなっていく。距離を測定するための「標準光源」として分析・観測する上では、「20日後」のデータこそがカギになる。
木曽観測所のようなシュミット望遠鏡（広視野で近く〜中距離の天体を一網打尽にする）の技術から、JWSTのような超遠方・初期宇宙をピンポイントで掘り下げる最新鋭の宇宙望遠鏡まで、「広さと深さの対比」として捉えると天文学の全体像がクリアに見える。それぞれ天文学者は、あらゆる波長の望遠鏡を使い分けながら探っている。
�◆ 船屮薀奪�ホールから相対性理論・国際情勢を語る〜
ナノヘルツ重力波やSKA（スクエア・キロメートル・アレイ）プロジェクトを紹介する室内で、ブラックホール撮影で世界的に知られる本間希樹教授（国立天文台）とお話しする機会を得た。2019年（地球外生命・古生物）、2022年（オンラインと対面の違い、ブラックホールシャドウ）に続く交流である。
写真4枚目 本間稀樹教授 2025年10月25日（日）国立天文台 三鷹キャンパスの展示ブースにて
（1）EHTプロジェクトとブラックホールシャドウ
地球サイズの干渉計： 世界8か所11台（拡大後）の電波望遠鏡を合成し、地球口径約1万km相当の超高解像度を実現。1.3mm帯（230GHz）の電波で観測する。
技術的難所： 大気中の水蒸気による減衰や、地球の自転に伴う各望遠鏡への到達波の「位相差（位相補正）」を極限まで精密に計算・補正する必要がある。
巨大ブラックホールへの挑み（NGC4889との比較）：
かみのけ座銀河団の中心にある巨大ブラックホール「NGC4889」（太陽質量の210億倍、2億1000万光年）について尋ねたところ、本間教授は「M87の3倍以上の質量があり探査価値は高いが、距離が遠いため、現在はM87やいて座A*（天の川銀河中心）の継続観測と動画化を優先している」と回答された。
（2）ブラックホールの歳差運動と相対性理論の検証
11年周期の歳差運動（EAVNの成果）：
2023年9月、東アジアVNET（EAVN・7mm帯）の過去20年・170枚に及ぶ観測データ解析により、M87のブラックホール噴流（ジェット）が自転軸の傾きに伴い11年周期で「歳差運動」をしていることが判明した。
時空を引きずり込む「フレーム・ドラッキング効果」：
2024年の対話時、画像の明るい部分（下部）を示しながら「回転する高密度天体が周囲の時空そのものを引きずり込んでいる（レンズ・サーリング効果）」と解説された。たった1枚の写真が、アインシュタインの一般相対性理論を直接実証する強力な証拠となることに、学問の深遠さを実感した。
写真5枚目 ブラックホールによる慣性のひきずり、「フレーム・ドラッキング効果」の解説図
（3）学問と国際協調・情勢への思い
情勢の影と科学の使命：
ウクライナ侵攻やガザ紛争、コロナ禍以降の民族・国家間の分断について問いかけると、本間教授は深く頷かれた。「欧米とロシア間の分断は現場でも痛感する。天文学会にはアメリカを中心に多くのユダヤ系研究者が活躍しているが、アラブ諸国の直接参加はまだ少ない」と現実を明かされた。
国境を超える天文学：
天文学という学問は、世界中の望遠鏡と知性を繋ぐ「国際協調」なしには成り立たない。文化や宗教の壁を超えて人類が一丸となって宇宙に挑む姿勢こそが不可欠である。
研究者が自身の理論や予言を観測技術の進歩によって証明していく喜び――アインシュタインから現代の研究者へと受け継がれる知のバトンに触れ、深い達成感とともに会場をあとにした。
ーーーーー自分用ノートーーーーー
【コラム：ナノヘルツ重力波観測とファラデー回転の壁】
1. ナノヘルツ重力波を捉える手法（パルサータイミング配列：PTA / SKAの役割）何を観測しているのか：
超巨大ブラックホールの合体などが引き起こす、周期が数年〜数十年という超スローな「ナノヘルツ領域の重力波」を、全天に散らばるミリ秒パルサー（規則正しく電波のパルスを放つ中性子星）の届く時間のズレ（タイミング）から検出する（SKAプロジェクトなどの主要な目標）。
何が問題になるのか：
パルサーからの電波が地球に届くまでの間には、銀河間空間や星間ガス、プラズマ、磁場が満ちている。これらが電波の伝播に影響を与えるため、純粋な「重力波による時空の歪み（タイミングのズレ）」だけを綺麗に取り出す必要がある。
2. ファラデー回転とは：
ファラデー回転（Faraday Rotation）とは、直線偏光した電波が、磁場と自由電子（プラズマ）が存在する空間を通過するとき発生する。その磁場の向きと電子の密度に応じて偏光の向き（偏波面）がぐるっと回転させられる現象。なぜ重要なのか（ノイズの除去と宇宙磁場の解明）、パルサーから届く電波の偏光状態を測ることができるからである。偏光とは、進行方向に対して垂直に振動しながら進む横波（よこなみ）をさす。一方縦波は進行方向に振動する。偏光状態は、途中の空間にある磁場の強さや向き（ファラデー回転度：RM）を教えてくれる。 このファラデー回転や分散測定（Dispersion Measure）の変動を正確にモデル化して引き算（補正）により、答えを求めていく。計算を省けば、電波の遅延が「重力波」によるものなのか、「手前のガス」の影響なのかが区別がつかない。つまり、ナノヘルツ重力波の極限的な高精度観測を成立させるための「必須の補正プロセス」がファラデー回転の測定である。
写真6枚目 ファラデー回転の解説図
【EHTプロジェクトとブラックホールシャドウ（拡張部分）】
私は本間教授に、さらに踏み込んだ技術的な疑問をぶつけてみた。「EHTのネットワークは世界8か所11台へと拡張されていますが、ハードウェアとして数を増やす以外に、観測精度や解像度を限界まで高めるアプローチはあるのでしょうか」本間教授は、超長基線電波干渉計（VLBI）の本質を見据えながら丁寧に解説してくれた。干渉計の解像度は、原理的に「望遠鏡同士の最大基線長（距離）」に依存する。地球サイズ（約1万km）の仮想的な巨大望遠鏡を構築する場合、単にアンテナの数を増やすだけではなく、世界各地のバラバラな地点に届く電磁波の「位相（波のズレ）」を完璧に同調させることが絶対条件となる。地球は24時間で自転しており、天体からの光が各望遠鏡に到達するまでの光路長（幾何学的遅延）には刻一刻と微細な差が生じてしまう。さらに、大気圏を通過する際の水蒸気量のゆらぎや、各観測所の原子時計のわずかなズレも混入する。波動の基礎理論において、波の位相 $\phi$ は波長 $\lambda$ と光路差 $\Delta x$ を用いて次のように表される。$$\phi = \frac{2\pi}{\lambda} \Delta x$$この位相差を数式的に厳密に計算していく。観測データから正確に引き算する処理（フリンジフィッティングや位相較正）こそが、ブラックホールの影という極限の微小画像を浮かび上がらせる最大の肝となる。望遠鏡の数を増やすことはデータの冗長性や感度（信号対雑音比：SNR）を高める上で不可欠である。最終的な解像度と信頼性の極限は、この「途方もない位相差の補正技術」の精度そのものにかかっているのである。
写真7枚目 位相の解説（1）
（２）波の位相の求め方
光の位相と波面位相とは、周期的な運動をする現象が1回の周期内のどのタイミングにあるかを示すものである。光は波としての性質（干渉、回折、偏光など）と、粒子としての性質（光電効果やコンプトン効果など）の双方を併せ持つ。物理学では「光の粒子-波動二重性」と呼ぶ。
古典的な電磁気学においては、マクスウェル方程式によって光は電磁波（波）として完全に記述されていた。20世紀初頭の量子力学の黎明期において、プランクのエネルギー量子仮説やアインシュタインの光量子仮説（光電効果の説明）により、見方は大きく変わった。光はエネルギーと運動量を持った「光子（フォトン）」という粒子の性質も持つことが実証された。
「位相や波面」といった波動としての捉え方は波の側面に基づいたものである。一方で特定の光学現象やエネルギーのやり取りを議論する際には粒子の側面が重要となる。波と粒子は切り離して考えることはできない。両方の性質を理解することが、現代の光学や光制御の本質を捉える上で不可欠である。光が波動として振舞う際、ある点が交互に繰り返す山と谷の間のどの状態にあるのか、実は観測することで位置が確定するのである。
位相は $0$ から $2\pi$ で定められ、周期内のあるタイミングの位相を $0$ とすると、1周期めぐったタイミングの位相は $2\pi$ となる。このとき、周期内の状態としては位相が $0$ のときと同じ状態である。例えば、波の山の頂点の位相を $0$ とすると、位相が $2\pi$ の点は次の山の頂点部分に相当する。光の波は1次元軸上だけで振動しているのではない。3次元的に広がりながら進むため、周期内で同じタイミングの状態にある（同じ位相である）点を結ぶと面が形成されていく。この面が波面である。位相を自由に変化させることによって、波面を制御することが可能となる。波面の形状は光源の性質によって異なる。点光源の場合、光が球面状（球面波）に広がっていく。
写真8枚目 位相の解説（2）
一方、レーザ光の場合は光の位相が揃う。波の同じ位置（位相）を結ぶと平面状の波面（平面波）になる。このような波面の形状は、光が伝搬していく途中の物質との相互作用によって変化していく。例えば、光の波が進む途中にガラスなどの透明な物体やレンズ、プリズムなどの光学素子が存在する場合、その物体の屈折率に応じて光の速度が低下していく。障害物に当たると、波面の進行が遅れることで形状が変化する。光学設計においては、一般的に多くの光学素子は光線の向きを変化させるものとして設計される。この光線は波面に対して垂直な線として定義されるため、光学素子による様々な機能は波面形状の変化によっても説明することが可能である。すなわち、LCOS-SLMを用いて波面を自由に制御することで、様々な光学素子の機能を実現することが可能となる。
出典一覧
写真1枚目 超新星SN2023adsyスペクトルデータ
写真2枚目 超新星SN2023adsy観測データ
掲載元 Sorae 2024年6月29日付 https:/
写真3枚目 HST（ハッブル宇宙望遠鏡）とJWST(ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡）の比較表
掲載元 毎日新聞 2022年5月26日付 https:/
写真4枚目 本間稀樹教授 2025年10月25日（日）国立天文台 三鷹キャンパスの展示ブースにて
掲載元 調布経済新聞 2026年10月15日付 https:/
写真5枚目 ブラックホールによる慣性のひきずり、「フレーム・ドラッキング効果」の解説図 掲載元 xenospectrum 2025年12月15日付
https:/
写真6枚目 ファラデー回転の解説図 掲載元 宇宙物理メモ ファラデー回転 宇宙に一様な磁場は存在するか？より
https:/
写真7枚目 位相の解説（1）
写真8枚目 位相の解説（2）
掲載元 HAMAMATSU LCOS-SLMとは 光の位相と波面
https:/
以下 関連作品
・＜国立天文台三鷹キャンパス 2024年10月19日（土）特別公開レポート＞ 重力波天文学 LIGO（ライゴ）について 私と第一線で活躍する本間希樹教授との会話
https:/
・緑に輝く「レモン彗星」が告げる、過去の恐怖と未来への警告 2025年12月9日付
https:/
・宇宙物理学 JAXAが打ち上げたXRISM(クリズム）で銀河団の謎に迫る 火星の衛星探査計画（MMX) 2024年11月2日（土）のJAXA一般公開 2025年10月10日付
https:/
・天体イベントと生命誕生（前編）夜空を横切る火球 スノーボールアースについて 2021年12月4日付 https:/
・天体イベントと生命誕生（後編）135億光年先で銀河発見 地球内で生物誕生に迫る実験 2022年4月8日付
https:/
・ 天文学で新発見が相次ぐ 白色矮星を公転する惑星、2020年9月18日付
https:/
■【速報】高市総理 ガソリン補助金の見直し検討を赤沢経済産業大臣に指示へ 今後の支援は「柔軟に検討する」
(TBS NEWS DIG - 10月23日 17:52)
https:/
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