室内に人工宇宙と電波望遠鏡「星の進化」ミニ実験| U22 | NIKKEI STYLE

文筆家・川端ヒロさんがナショナル・ジオグラフィック日本版サイトで連載中の人気コラム「「研究室」に行ってみた。 ” 今回の裁判は、理研の堺南さんに星や惑星の開始について聞いシリーズです。 壁考えぶつかると幸運だったが、非常に興味深いエピソードで日本に理工系女性研究者が少ない要因の分析まで、地上の話題も豊富。 U22世代の情熱も放射されます。

天文学者酒井氏は、驚くべきことに、化学の基礎分野である分子分光学研究室を持っており、毎日運営している。

天文学的な研究のために化学物質が放出スペクトル線のデータベースを自分で作ることが目的である。 大きな目標のために、一度、膝を折って力を合わせて、同じ地味な行為だと私には思われる。

酒井さんに案内してくれ、その実験の現場を見せてもらった。

実際に行われているのは、やはりひたすら地味ことは間違いないが、坂井さんの説明を聞いているといくつかの素晴らしいことが分かった。

酒井氏は、実験室にALMAを持っている。

世界最大最強の電波望遠鏡（干渉計）ALMAのミニバージョンがここにあり、実験室で再現された人工ミニ宇宙を毎日観察している。 つまり、これは実験室的な電波天文観測である。

私はそのことに気づいたとき、非常に感じることがあったので、今回はそこから話を始めましょう。 単に感激するだけでなく、電波による天体観測の理解度を高めることができるので、共有する価値があると思う。

酒井氏に誘われて入ったのは、リビングルームを出て行ったが、廊下を歩いて1分もかからない実験室である。 少ししかでも、真空ポンプがリズミカルな音を立てて鳴っていて、特別な何かをしている雰囲気を漂わせていた。

部屋に入ってまず目につくのは、直径10センチメートル、長さ2メートルの透明なシリンダーである。 ガス細胞と呼ばれ、これが私の言葉 “人工ミニ宇宙」である。

この中には、ほぼ真空に維持ほんの少しだけ測定対象ガスが封入されている。 私が訪問したときは、宇宙のあちこちにあり、様々なスペクトル線を出すメタノール（メチルアルコール）の測定を行った。 それはメタノールではなく、中の炭素がいつもより少し重い炭素13は同位体に変わっている特別なものである。 実際の宇宙にもごく微量その同位元素分子があり、通常の分子とは少し異なるスペクトル線を放出する。 ALMAの感度、解像度はそれらまで拾っれるため、正しく知っておくならない。

「メタノールの同位体分子だけ炭素が炭素13がされたことや、水素が重水素にされたものなどがあります。そこで、エンリッチ・デ・サンプルと呼ばれる同位元素を潮州させたサンプルを販売していますので、それを使用して実験室で測定しています。細かい部分まで全て見て、最終的にこれがメタノール家族のスペクトル線ですとことができれば、観測データと直接比較が可能で、雑草、雑草でまとめ差引けるようになるかもしれません。そして、メタノール自体の存在量を出したい時などにも使用することができ、誤差が少ない分、存在量も温度もしっかり出すことができます “

メタノール（CH3OH）は、炭素が一つ、比較的単純な飽和有機分子であるため、あちこちに存在している。 CH3-メチル基の部分は、あまりにも多くの種類のスペクトル線を出すことで有名だし、CもHもそれぞれの同位体が存在するから大きな変化が期待できる。 それらの一つ一つを見ていくことは非常に充実したものである。

「私たちの分子分光学者はないが、有利な点があり、幸いなことに電波望遠鏡の受信機を作る方は、プロです。いわゆる分子分光装置はなくて、望遠鏡の受信機を室内にそのまま置いて、ガスセルに必要なガスを入れて、そのまま観察してしまうお勧めします。普段は空を観測して分光データを得ているので、同じですね」

酒井氏が指摘した受信機は、実際にALMAに使用されるものと同じ種類のものである。 つまり、この受信機は、ミニALMAというのはそのようなものである。

そして、ガスセルは人工ミニ宇宙（または人工の星間分子雲であるか、人工生太陽系円盤、またはもするだろう）。