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Speech 20111112

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  • 1. 太陽系外惑星に 生命を探せ!東京工業大学 特任助教神奈川大学 非常勤講師 佐々木貴教
  • 2. 講演内容・太陽系外惑星発見の歴史・系外惑星の観測手法・生命を宿す惑星の発見へ向けて・これから宇宙を目指す君たちへ
  • 3. 自己紹介❖ 佐々木 貴教(ささき たかのり)❖ 東京工業大学 大学院理工学研究科 地球惑星科学専攻  GCOE「地球から地球たちへ」特任助教 神奈川大学 理学部 非常勤講師❖ 2008年3月に東京大学で学位を取得❖ 専門は 惑星の形成と進化 の理論研究  惑星系はどのようにして作られるのか  惑星系はどのように進化していくのか   我々は何処から来て何処へ行くのか? 生命を宿す 第二の地球 は存在するか?
  • 4. 太陽系外惑星発見の歴史
  • 5. 太陽系外惑星が見つからない1940∼60年代: 白鳥座61番星のまわりに惑星発見? → 間違い バーナード星のまわりに2つの惑星発見? → 間違い   1989年: アメリカの観測チーム「惑星は検出できなかった」1993年: ニュージーランドの観測チーム「惑星は検出できなかった」1995年2月:論文「太陽系は特殊で奇跡的な惑星系である」1995年8月:論文「太陽系以外に惑星は存在せず」
  • 6. ところが・・・1995年10月Mayor & Queloz (スイスの観測チーム)人類初の系外惑星検出!ペガサス座51番星の周りに Hot Jupiter が存在!
  • 7. 太陽系外惑星が続々と見つかる 2011年11月11日現在 約700個の系外惑星を発見!
  • 8. 我々の住む太陽系 水 金 地 火   木   土  天 海地球型惑星(岩石惑星):水星・金星・地球・火星木星型惑星(巨大ガス惑星):木星・土星天王星型惑星(巨大氷惑星):天王星・海王星
  • 9. 異形の惑星たち(1) 木星 地球より内側の軌道に地球 木星を超える巨大惑星
  • 10. Hot Jupiter灼熱のガス惑星
  • 11. 異形の惑星たち(2) 軌道離心率が高い惑星が多い (楕円軌道を描く惑星が多い) 木星地球
  • 12. Eccentric Planet極暑・極寒を繰り返す
  • 13. 異形の惑星たち(3) Super Earth 惑星質量が地球の 数倍∼10倍 程度の地球型惑星 地球
  • 14. 系外惑星の観測手法
  • 15. 様々な望遠鏡を用いた観測様々な望遠鏡を用いて、様々な波長で天体を観測
  • 16. 様々な望遠鏡を用いた観測様々な望遠鏡を用いて、様々な波長で天体を観測
  • 17. 間接法1:視線速度法恒星と惑星は共に共通重心の周りを回っている恒星が観測者に近づいたり遠ざかったりする → ドップラー効果によって   星の色が周期的に変化
  • 18. 1995年 初めての系外惑星発見 199551 Pegasi b 46 この後最も多くの系外惑星が 本手法で発見されている
  • 19. 間接法2:トランジット法惑星が恒星の前を通過する際に明るさが変化する → 周期的な明るさの変化(恒星食)を観測惑星の半径が求まる → 惑星の密度が求まる分光観測から惑星の大気成分や温度分布が検出可能
  • 20. HD 209458b初めてトランジットが観測された系外惑星初めて大気成分が観測された 下層部:ナトリウム 上層部:水素・炭素・酸素表面温度も観測:約1200℃さらにその後の観測で 水・メタン・二酸化炭素の 存在も確認された
  • 21. 直接撮像 惑星と中心星の光を分離し、惑星を直接撮像する コロナグラフ:中心星の部分だけを隠す 補償光学 (AO):大気による画像の揺らぎを補正 コロナグラフなし コロナグラフあり は約100億倍にも達する。中間赤外より 長波長では惑星自体の熱放射のため両者 の明るさの比は多少緩和されるが、それム層 でも約1000万倍となる。  地上観測の最大の障壁は地球大気の揺 らぎが起こすかげろうである。現在、すば る望遠鏡などの口径8∼10m級の地上大 望遠鏡では、大気揺らぎを時々刻々と補ザー 正する補償光学や、明るい恒星を隠すコ コロナグラフ ロナグラフなどを用いて、 年齢の若い巨大 補償光学 惑星の検出などが試みられている(図 )。
  • 22. 直接撮像成功!HR 8799 GJ 758
  • 23. 生命を宿す惑星の発見へ向けて
  • 24. 宇宙は地球であふれてる!? 理論計算 観測地球型惑星が大量に存在していることを示唆恒星の 23% が 0.5∼2.0 M地球 の惑星を持つ!?
  • 25. ケプラー宇宙望遠鏡2009年3月に打ち上げトランジット観測により主に系外地球型惑星を探索
  • 26. 太陽系形成標準理論(林モデル) 巨大氷惑星形成 ©Newton Press
  • 27. バラエティに富む系外惑星系
  • 28. 理論的に予想される惑星の多様性 巨大ガス惑星 Hot Jupiter 惑星の質量 [ME] 巨大氷惑星 地球型惑星 軌道長半径 [AU]
  • 29. 生命存在条件 生命の定義 (1) 自己と外界を区別する膜を持つこと (2) 代謝をすること (3) 自己複製をすること このような特徴を持った「生命」 が生まれるための必要条件 惑星の表面に液体の水が存在することこれを便宜的に惑星科学における生命存在条件とする
  • 30. 太陽系外惑星に生命は存在するか? 水が液体で 存在できる領域 ハビタブル・プラネット
  • 31. バイオマーカー(生物存在の証拠)生物活動によって作られたと考えられる物質(酸素、オゾン、植物の葉緑体、核爆発、、、) 大気にオゾンの吸収線を検出       ↓ 下層大気に大量の酸素が存在       ↓ 光合成を行う生命が存在!? 系外地球型惑星の超精密測光 超精密分光観測が必要
  • 32. 「第二の地球」の発見へ向けて・巨大ガス惑星の発見(1995年)・惑星大気の観測(2002年)・惑星赤外線輻射(惑星の温度)の検出(2005年)・Super-Earth系の発見(2007年)・惑星の直接撮像(2008年)・地球型惑星・Habitable Planet の発見(2010年)・系外惑星リング・衛星の発見・地球型惑星の直接検出(測光&分光)・地球型惑星の大気成分・バイオマーカーの同定・地球外生命の発見!
  • 33. これから宇宙を目指す 君たちへ
  • 34. いかに「宇宙」を目指すか・研究者(大学・天文台・JAXA・NASA)・技術者(工学実験・望遠鏡・探査機)・宇宙飛行士・サイエンスコミュニケーター(科学館・講演会)・マスコミ(テレビ・新聞・出版)・CGクリエーター(科学映像・教科書)・宇宙旅行会社(ベンチャー企業)・政治家(宇宙開発事業の振興)・SETI@home            ...etc
  • 35. 全ての点はいつか必ず繋がる “You can’t connect the dots looking forward;you can only connect them looking backwards. So you have to trust that the dots will somehow connect in your future” -Steve Jobs (2005)
  • 36. 惑星科学を共に楽しもう!