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第 1 章 参考資料. 平成 24年度 東京工業大学 大学院基礎物理学専攻 宇宙物理学(前半) 松原英雄( ISAS 、 JAXA ). 現代の宇宙物理学の課題の解明には、多波長天文学 が不可欠となっている. 可視光観測. 赤外観測. X 線観測. 電波観測. 波長 5m 1cm 10μm 500nm 250nm 0.5nm 0.5pm. 色々な波長の電磁波で、 近くの宇宙から遠くの宇宙へと探る。. 可視光. 我々の銀河系(中心部). 近赤外 ( COBE 衛星). 遠赤外 ( IRAS 衛星). - PowerPoint PPT Presentation
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第 1 章 参考資料
平成24年度 東京工業大学 大学院基礎物理学専攻 宇宙物理学(前半)
松原英雄( ISAS 、 JAXA )
2
現代の宇宙物理学の課題の解明には、多波長天文学が不可欠となっている
電波観測
赤外観測可視光観測
X 線観測
波長 5m 1cm 10μm 500nm 250nm 0.5nm 0.5pm
色々な波長の電磁波で、
近くの宇宙から遠くの宇宙へと探る。
R1-p3
我々の銀河系(中心部) 可視光
近赤外( COBE 衛
星)
遠赤外( IRAS 衛
星)
画像提供: NASA /ADC
R1-p4画像: NASA 提
供
赤外線で見た全天
中間~遠赤外線(銀河座標系表示)
NASA 提供
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銀河の卵ー宇宙の「しわ」
宇宙背景放射探査機 COBE によって見つかった、絶対温度2.7 K の宇宙背景放射のゆらぎ“宇宙のしわ”の図。銀河や銀河団はここから誕生した。 (画像: NASA 提
供)
WMAP Observations of the CMBWMAP• Wilkinson Microwave
Anisotropy Probe (2001 at L2) • Probe the CMB
fluctuation Spectrum below the horizon scale :
q ~ 900 - 0.20 (in terms of multipole l : l = 2-1000 q = 180o / l
)
q ~ 70 q ~ 0.20
Red - warm Blue - cool
WMAP Observations of the CMB
ハッブル宇宙望遠鏡による太古の宇宙の探索
ハッブル宇宙望遠鏡
(画像: NASA 提供)
目で見える銀河はすべて見つける
ハッブル望遠鏡のとった画像に、波長15 ミクロンでのISOによる観測(等高線)を重ねた。
赤外線でみた 40 億光年以上のかなたの宇宙
ISO (赤外宇宙天文台) ( Astron. Astrophys. Vol. 342, 313-336
(1999). )
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星をまさに作りつつある銀河がいっぱい見つかりつつあります!
• 赤外天文衛星「あかり」は北黄極方向に長時間の撮像観測データを貯めています!(左は国立天文台の「すばる」望遠鏡でとった可視光画像)
観測波長 15mm
11
写真・ STScI
ハッブル宇宙望遠鏡で見る重力レンズ銀河団
銀河団: 100 ~ 1000 個の銀河の集団
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銀河団にはX線で輝く高温ガスがあるこの高温ガスを閉じこめておくためには、暗黒物質による重力が必要です。
あすか衛星による X 線画像
(写真 / JAXA)
可視光
髪の毛座銀河団
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M101 の壮観なイメージ http://www33.ocn.ne.jp/~inetwada/cxoa090210.htm
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Warm dust clumps (heated by Star-formation) distribute outer
edge of the galaxy!
Cold Dust Warm DustAKARI/FIS
• Warm dust in red, cold dust in blue, together with optical (DSS R-band, green) & Far-UV (GALEX, light blue)
Evidence of ‘tidal interaction' with a companion galaxy which dragged out the gas from the companion, falling onto the outer edge of M101 triggering the active star formation
天体の位置の表し方(1)地平座標系
• 方位角と高度– 観測地点がどこにあ
るか、また時刻によって天体の座標は変わってしまう。
http://www.astroarts.jp/alacarte/kiso/image/110.gif
観測地点や時刻に依らず、天体の位置を表すには
• 天の赤道:天の極軸(地球の自転軸の方向)に垂直な面
• 黄道:天球上での地球の軌道面
天体の位置の表し方(2)赤道座標系
• 赤道面と黄道は、春分点と秋分点で交わる。– この春分点の方向は(地
球の自転軸の傾きが一定と思えば)ほぼ慣性空間に固定された方向である。
– 春分点を起点に赤道に沿って測った時角を赤経α 、経線( α が一定の大円)に沿って赤緯 δ (赤道 δ= 0 )を定義する。
http://www.astroarts.jp/alacarte/kiso/image/113.gif
座標変換(地平座標 赤道座標)
http://www.sci.kagoshima-u.ac.jp/~nishio/InSP/InSP2006-2PPT.pdf
天体の位置の表し方(3)黄道座標系
• 春分点を起点に、黄道に沿って黄経 λ 、経線に沿って黄緯 β を定義する。
• 黄道傾斜角
– 春分点をX軸とすると、X軸周りに θ0回転すれば得られる
http://www.astroarts.jp/alacarte/kiso/image/115.gif
72230
天体の位置の表し方(4)銀河座標系
• 銀河赤道(天の川の中心線)は、赤道に対して傾斜しています。
• 原点は?– 銀河中心(射手座の電波源SgrA) (J2000) を銀経の原点とする
http://www.astroarts.jp/alacarte/kiso/image/117.gif
6528
6.4517
mh
2562 G
銀河座標系は全天画像で良く使います近赤外線でみた全天画像
• 銀河円盤とバルジ(丸く膨らんだ部分)を横から見たような姿に見えますね?わたしたちは、確かに一つの銀河の中に住んでます。
Two Micron All Sky Survey (2MASS),
R1-p24
大気の透過率(近中間赤外)
“Astrophysical Quantities”
高度5600mまで上ると・・(1)近赤外
www.ioa.s.u-tokyo.ac.jp/TAO/pjbook/chap7.pdf
高度5600mまで上ると・・(2)中間赤外
• 赤が PWV=0.38mm 、青が PWV=0.91mm であり、各々高度 5600m 、 4200m での水蒸気条件上位 10%相当。
高度5600mまで上ると・・(3) 23- 40mm
R1-p28
大気の透過率(サブミリ波)
ALMAサイト(チリ、標高 5000m )
ALMA はミリ波サブミリ波電波干渉計 (Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array)
• 日、北米、欧、台湾、チリの国際協力
• – チリ北部標高 5000mの乾燥大地に設置
• – アンテナ台数: 12 m 54 台、 7m 12 台
• – 波長 10 mm から 0.35 mm をカバー
• 2011 年 8月、 16 台のアンテナが稼働
heapa.astro.isas.ac.jp/activity/2011/heapaws11/presen/6-2saito.pdf
地上からの可視・赤外線観測の際の背景光(1)
http://www.kusastro.kyoto-u.ac.jp/~iwamuro/LECTURE/OBS/atmos.html
地上からの可視・赤外線観測の際の背景光(2)
記号 名称 温度 emissivity 備考
GBTGround-Based Telescope 273 K 0.1
望遠鏡鏡面からの熱輻射
AE Atmospheric Emission ~ 273 K 1 - 透過率地球大気からの熱輻射
OH OH airglow --- ---地球大気からの非熱的放射
ZSLZodiacal Scattered Light 5800 K 3×10-14
黄道面付近のダストによる太陽光の散乱
ZE Zodiacal Emission 275 K 7.1×10-8黄道面付近のダストからの熱輻射
GBEGalactic Background Emission 17 K 10-3
銀河面付近のダストからの熱輻射
CSTCryogenic Space Telescope 10 K 0.05
冷却宇宙望遠鏡での熱輻射
CBRCosmic Background Radiation 2.73 K 1.0 宇宙背景放射