天文学・惑星科学の   最前線 東京工業大学 特任准教授 神奈川大学 非常勤講師    佐々木貴教
講演内容・天文学が扱う「宇宙」・太陽系外惑星の発見・生命を宿す惑星の発見へ向けて
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」特任准教授    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❖  ...
天文学が扱う「宇宙」
「宇宙」とは?           四方上下謂之宇           (四方上下、これを宇と謂う)           「宇」=空間の概念           往古来今謂之宙           (往古来今、これを宙と謂う)         ...
宇宙の空間的拡がり(宇宙の階層構造)       恒星(惑星系)        銀河群・銀河団  惑星             銀河       宇宙の大規模構造サイズ小                            サイズ大
宇宙の時間的拡がり(宇宙論)
宇宙の歴史を1年で表すと
太陽系外惑星の発見
太陽系外惑星太陽系:太陽を中心とする我々の住む惑星系    (水・金・地・火・木・土・天・海)太陽系外惑星:太陽以外の恒星の周りを回る惑星系
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...
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!
太陽系外惑星が続々と見つかる  2012年11月21日現在  約850個の系外惑星を発見!
バラエティに富む系外惑星系
間接観測法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
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       ...
間接観測法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
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
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...
直接撮像成功!HR 8799              GJ 758
生命を宿す惑星の発見へ向けて
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!?
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
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 ...
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
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 ...
「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・Habita...
フェルミのパラドックス             Where are they?          地球に似た惑星は恒星系の中で          典型的に形成されうる          = 地球外文明はたくさんある?            これ...
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  1. 1. 天文学・惑星科学の 最前線 東京工業大学 特任准教授 神奈川大学 非常勤講師 佐々木貴教
  2. 2. 講演内容・天文学が扱う「宇宙」・太陽系外惑星の発見・生命を宿す惑星の発見へ向けて
  3. 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」特任准教授 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. 4. 天文学が扱う「宇宙」
  5. 5. 「宇宙」とは? 四方上下謂之宇 (四方上下、これを宇と謂う) 「宇」=空間の概念 往古来今謂之宙 (往古来今、これを宙と謂う) 「宙」=時間の概念宇宙の研究 = 空間や時間の始まりや果てを考える
  6. 6. 宇宙の空間的拡がり(宇宙の階層構造) 恒星(惑星系) 銀河群・銀河団 惑星 銀河 宇宙の大規模構造サイズ小 サイズ大
  7. 7. 宇宙の時間的拡がり(宇宙論)
  8. 8. 宇宙の歴史を1年で表すと
  9. 9. 太陽系外惑星の発見
  10. 10. 太陽系外惑星太陽系:太陽を中心とする我々の住む惑星系    (水・金・地・火・木・土・天・海)太陽系外惑星:太陽以外の恒星の周りを回る惑星系
  11. 11. 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」
  12. 12. 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!
  13. 13. 太陽系外惑星が続々と見つかる 2012年11月21日現在 約850個の系外惑星を発見!
  14. 14. バラエティに富む系外惑星系
  15. 15. 間接観測法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
  16. 16. 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
  17. 17. 間接観測法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
  18. 18. 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
  19. 19. 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 )。
  20. 20. 直接撮像成功!HR 8799 GJ 758
  21. 21. 生命を宿す惑星の発見へ向けて
  22. 22. 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!?
  23. 23. 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
  24. 24. 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
  25. 25. 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
  26. 26. 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
  27. 27. 「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!
  28. 28. フェルミのパラドックス Where are they? 地球に似た惑星は恒星系の中で 典型的に形成されうる = 地球外文明はたくさんある? これまで地球外文明との接触のエンリコ・フェルミ 証拠は皆無である(1901-1954) = 地球外文明は存在しない?天文学・生物学・数学・宇宙生物学等を巻き込む議論

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