はまぎんこども宇宙科学館/(財)横浜市青少年育成協会


宇宙・天文ニュース(つづき)

★ 屋根を突き破った隕石

1998年6月13日23時頃(現地時間朝09時頃)、アメリカ、テネシー州ナッシュビル、ナシュア通りに住むヒューストン・ウッズさんが台所でコーヒーを飲んでいると、突然なにかが爆発したような音がきこえました。

なんと、屋根をつらぬき、寝室の天井をぶち破った、隕石とおぼしき物体が、彼のベッドにめり込んでいたのです!

テニスボールくらいの大きさのこの物体は、詳しく調べてもらうため、スミソニアン研究所に送られます。


(主な資料源・物体の写真と天井の穴の写真も: CNN News


 追加 

同じ日の朝、ニューメキシコ州でも隕石落下騒ぎがありました。
同州東部のポータリスでは、少なくとも3つの隕石が見つかりました。ひとつは納屋をぶちぬいたということです。

美術教師ネルダ・ウォレスさんは、親戚とコーヒーを飲んでいると、衝撃音が2回聞こえました。
外へ出てみると、庭先に25cmの深さの穴が開いており、フットボールくらいの大きさで重さ約17kgの石がおさまっていました。これはニューメキシコで見つかった最も大きな隕石になるということです。

ウォレスさんがニューメキシコ大学の隕石学研究所に分析を依頼したところ、「メソシデライト」という石鉄隕石(鉄・ニッケル合金と石の成分がほぼ同じくらいのもの)らしいということがわかりました。 (メソシデライトの例(群馬県立自然史博物館所蔵))

モーニングコーヒーの好きなかたは、隕石に注意しましょう。


(資料: ABQ journal; Sky & Telescope's Weekly News Bulletin(1998年6月19日号))


 さらに追加 

2004年6月12日(土)朝、現地時間9時30分頃、 ニュージーランド、 オークランド近郊の 民家に隕石が落下しました。屋根をぶち抜いたときには、爆発のような音がしたといいます。 ソファーにあたって天井に跳ね返った 隕石は、ころがったすえ、パソコンがおいてある下で止まりました。まだ熱かったそうです。 コンドライトという グループに分類される この隕石の 大きさは幅7cm長さ13cm、重さ1.3kgほどです。

ニュージーランドで見つかった隕石としては9番目、家に落下した隕石としてはニュージーランド初 ということです。

(資料: Space rock hits houseSpace relic falls into living room


★ 関連ページ 流星・隕石情報のページ


★ 惑星ができつつある塵円盤

NASAチームによる赤外画像
NASA画像の解説(英文); Credit: NASA/JPL/Caltech)
フロリダ大学・ハーバード大学チームによる赤外画像
フロリダ・ハーバード画像の解説(英文); Credit: University of Florida/CfA/NOAO)

ケンタウルス座の方向、約220光年のところに、連星「HR 4796A」と「HR 4796B」があります。(上の2枚目の画像にこの2星の位置がA、Bと記してあります。A-B間は、およそ750億km(地球-太陽間の500倍ほど、太陽-冥王星間の約12.5倍)ほど離れています。2枚目の画像で、AU とあるのは地球-太陽間距離です)

2つのチームの研究者らは、それぞれ異なる天文台から、この天体を赤外線観測したところ、HR 4796Aの周囲に、惑星が誕生しつつあるとみられる塵の円盤を発見しました。ほぼ真横に近い角度から円盤を見ているかたちです。惑星ができつつあるとすれば、この円盤の直径は、冥王星軌道の約3倍にもなります。

円盤の中央部分に、塵が出す赤外線が弱くなっているところが認められます。惑星はこの領域に、すでにできており、材料となった塵があまり残っていないのかもしれません。だとすれば、この部分は冥王星軌道の大きさとおなじくらいになります。

恒星をとりまく塵の円盤が見つかったのは、1983年に人工衛星からの赤外線観測でとらえられた「がか座ベータ星」が最初でした。これは単独の星の場合でしたが、今回のように連星で塵の円盤が見つかったのは、HR 4796Aが初めてです。

HR 4796の2星はできてからおよそ1千万年しかたっていない、たいへん若い星と見られています。



(資料源: Department of Astronomy - University of Florida; JPL News; MIRLIN HR 4796 Page


さらに太陽から近距離にある恒星である、エリダヌス座のε(エプシロン)星の周囲にも同様な塵のリングが見つかりました。(エリダヌス座ε星までの距離は10.8光年。明るさは3.7等。質量は太陽の約3/4)

詳しくはこちらこちらをごらんください。(エリダヌス座ε星の詳しい位置データはこちら




★ 惑星系が誕生するまでのようすを示した
アニメーション(MPEG 4.03 MB)

アニメーションの場面から

場面1

ガスと塵からなる星雲から、星が生まれてきます。
星雲そのものの重力によって、各部が引き合い、全体が縮んでいきます。

場面2

縮んでいく星雲は、多少なりとも回転運動をともないます。
回転運動により、全体の形が平たくなっていきます。
中心の濃密な部分から、私たちの太陽に相当する「恒星」ができてきます。

場面3

周囲の円盤部分からは、惑星ができていきます。

場面4

塵円盤の物質は、中心の星や原始惑星にとりこまれていきます。
こうして、塵円盤の中心近くには、物質がとぼしい「穴」のような空間ができます。

場面5

残りの塵もきれいになくなり、わたしたちの太陽系のようになります。


(以上のアニメーションとそこからの画面は MIRLIN Star/Planet Formation Page より)


★ 棒渦巻銀河の中心部に星のリング

棒渦巻銀河の中心部に星のリング
写真の解説(英文))

かみのけ座の方向、約4千万光年のところに、NGC4314という棒渦巻銀河があります。

1995年12月、ハッブル・スペーステレスコープがとらえた、この銀河の中心部をみると、あたかも中心部そのものが渦巻銀河のような形になっているのがわかります。(写真左上は、地上の望遠鏡から撮影した、NGC4314の全体。その中心部に示された枠内がハッブルの画像)

若い星でできた直径2千光年のリングをすぐ外側に、淡い渦巻構造が見えます。この渦巻を構成している星々は青い色をしており、これらの星が、この銀河の大部分の星より若いことを示しています。(生まれてから2億年以下)
リングを構成している星々は、さらに若いと見られています。

銀河の中心部に、塵のせいで暗くみえる部分や、ガスのリングが見られることは珍しくないのですが、若い星からなる渦巻構造、というのはあまり例がなく、どのように解釈したらよいのかが今後の課題です。

Credits: G. Fritz Benedict, Andrew Howell, Inger Jorgensen,
David Chapell (University of Texas), Jeffery Kenney (Yale University),
and Beverly J. Smith (CASA, University of Colorado), and NASA.

(資料源: http://www.stsci.edu/

☆ 銀河に関する入門ページ: 私たちの銀河系(NASDAページ)
☆ 銀河の写真集


★ 太陽に衝突した彗星

太陽に接近していく2つの彗星
2つの彗星の動き
直後に発生したコロナ物質の大量放出

(MPEG動画 521 KB) (MPEG動画 364 KB)

SOHO(ソーホー)は、 地球から太陽方向へ約150万kmいったところにある(太陽-地球系の)ラグランジュ・ポイント(ここでは、太陽と地球による重力と、太陽-地球回転系における遠心力とが釣り合っています)付近から、太陽大気や太陽風を観測しています。

☆ SOHO全体図
☆ SOHOの大きさ・重量など
☆ 回転するSOHO(MPEG動画 574KB)


SOHOには、さまざまな観測機器が積まれていますが、そのなかに、LASCOという装置があります。(「ラスコゥ」と発音します)これは、視野の広さの異なる3台のコロナグラフからなる観測装置です。(LASCOの詳しい情報はこちら(英文))

コロナグラフというのは、コロナを観測するため、まぶしい太陽本体をおおってしまうという特別な望遠鏡です。(日本国内のコロナグラフ

1998年6月1日〜2日にかけて(日本時間では2日)、2つの彗星コロナに突っ込んでいき、消滅してしまうところが、LASCOによって観測されました。

上の動画を見ますと、2つの彗星が右下から近づき消滅した直後に、太陽の右下の方向へ、コロナの物質が放出されているのがわかります。コロナのなかの磁場の構造が急に変化し、コロナ物質のかなりの量が放出される、このような現象をCME(Coronal Mass Ejection)とよんでいます。地球に向かってこの物質が押し寄せてくると、磁気嵐が起こります。(幸い、今回は地球の方に放出されませんでした)

今回のCMEは、たまたま彗星消滅直後であっただけで、関係はないと見られています。


☆ LASCOがとらえたCMEのリスト


太陽をかすめる彗星は、SOHO以前にも25個が見つかっていましたが、SOHOが1995年に打ち上げられてから、さらに多くが見つかっています。今回の2つの彗星は、54個目と55個目にあたります。

太陽をかすめる彗星は、その研究者の名をとり、「クロイツ群」ともいわれています。 木星に衝突したシューメーカー・レビー第9彗星 のように、何千年も前に、ひとつだった彗星がばらばらになったものが、「クロイツ群」の彗星ではないかと考えられています。



太陽に接近していく彗星(MPEG動画 11.1MB)
太陽に接近していく彗星(MPEG動画 7.27MB)
2001年10月23日に太陽に接近し、消滅した彗星がSOHOによってとらえられました。 SOHOは6年間に365個以上の彗星を見つけています!

SOHOが最近発見した彗星


Courtesy of SOHO/LASCO consortium. SOHO is a project of international cooperation between ESA and NASA.


SOHOが発見したクロイツ群の彗星たち(AstroArts ページ)


(資料源: SOHOホームページ)

☆ 太陽活動情報のページ
☆ 彗星情報のページ


★ 初めて撮影された太陽系外惑星?

初めて撮影された太陽系外惑星?
写真の解説(英文); Credit: Susan Terebey (Extrasolar Research Corp.), and NASA)

1995年以来、太陽系外の惑星と推測される天体は、すでに8個も候補が見つかっていますが、どれも、惑星らしき天体が(太陽系で言えば太陽にあたる)中心天体を重力でわずかにひっぱる現象を利用した、間接的な証拠です。直接、惑星をとらえた、という観測はありませんでした。

ところが、1997年8月4日、ハッブル・スペーステレスコープで、おうし座の方向、450光年のところにある星間分子雲の、原始星赤外線観測していた研究者らが偶然、惑星らしき天体をとらえました。

☆ おうし座の中の発見位置(図)
☆ 上の写真の解説図(英文; protoplanetと示してあるものが、惑星と見られる天体)

観測対象になっていた原始星は、上の写真の中央やや上に見える星で、もうひとつの写真を見ると、2つの星からなる連星であることがわかります。この2星の間は、およそ60億km(地球-太陽間の40倍ほど)離れています。

この、ガスと塵に包まれた連星から、淡いガス状のものが左下のほうにのびており、その先に問題の天体がポツンと見えています。長さ2千億km(太陽-地球間の1400倍ほど)もある、この淡いフィラメントのようなものがなければ、背景の星と区別がつかなかったでしょう。

連星をまわっていた惑星が、連星からの複雑な重力を受けた結果、軌道が大きく変わり、遠くへ飛び出してしまったところなのかもしれません。
もし、明るい連星のそばをまわっていたら、そのまぶしい光にかき消されて、見つけることができなかったでしょう。

18等という、この天体の明るさから推定される重さは、木星の2〜3倍程度です。今後の観測によって、この天体の運動や、本当に惑星なのか、あるいは褐色わい星なのかが明らかになるでしょう。


動画(MPEG 1.08 MB) Credit: Robert L. Hurt (IPAC/Caltech)

可視光で、おうし座の一角が拡大していき、近赤外で連星と惑星らしき天体が見えてきます。その後、立体構造がアニメーションで再現されます。



(資料源: http://www.stsci.edu/; Sky & Telescope's Weekly News Bulletin 1998年5月29日号)


この「惑星らしき天体」の正体をつかもうと、ハワイ、マウナケア山頂にある、口径10mという巨大望遠鏡を2台有するケック天文台で観測が行われました。 スペクトルの観測を行い、この天体の温度をはかろうというのです。


観測の結果、問題の天体の温度は、2700K(K(ケルビン)は絶対温度の単位です。273度を引くと摂氏の温度になります。ですから、2700Kは約2400℃の温度です)以上あるらしいとわかりました。
このような高温であることが確かなら、惑星ではなく、たまたまこの方向に見えている遠方の恒星を観測しただけのようです。(詳しくはこちらを)



★ 日本初の火星探査機

火星の人工衛星になるプラネットB(想像図)
プラネットB
プラネットB
(大きさ:縦横 1.6m, 高さ 0.6m, 重さ 540kg - そのうち半分以上の 280kgが燃料)


文部省宇宙科学研究所は、1998年7月4日03時12分、鹿児島宇宙空間観測所からM-V(ミューファイヴ)ロケット3号機によって、火星探査機「プラネットB」を打ち上げました。(打ち上げ後、探査機は「のぞみ」と命名されました)

打ち上げられたプラネットB

プラネットBは、打ち上げ後約5カ月半は、地球-月の周辺をまわり、月に2回、地球に1回接近し、月や地球の重力にひっぱらせて軌道の変更を行います。

1998年9月24日16時23分に1回目の月接近(月まで約4100km)を行い、月の重力にひかせて遠地点高度(地球からもっとも遠ざかる点)を約170万kmにのばし、その軌道から、地球に向かう途中で2度目の月接近(月まで約2809km)を1998年12月18日16時34分に行い、さらに1998年12月20日17時10分、地球との接近(地球まで約1003km)後、火星へ向かう軌道に入りました

ところが、地球との接近時に行ったエンジン噴射の力が予定より弱かったため、12月21日08時01分と08時39分にスピードの補正を行いました。これで多くの推進剤を消費したため、このまま火星に向うよりも、今後さらに2回地球に接近させ(2002年12月21日と2003年6月19日。今度はエンジン噴射を行いません)、地球の重力で軌道を変え、2003年末〜2004年初めにかけて火星周回軌道にいれる、ということになりました。 (資料1; 資料2; 資料3; 新軌道計画図

2003年6月19日23時43分、地球から11000kmまでの接近が行われました。
2002年4月21日、太陽に巨大なフレアが発生しました。フレアからは、数千万度の超高温プラズマが爆発的に発生し、宇宙空間に放出されます。4月のフレア時に発生したプラズマ粒子群の影響によって、「のぞみ」の電源系の一部に不具合が発生しました。
今後は、不具合を起こしている電源系の一部に対して7月半ばから11月末にかけて回復をはかり、12月14日頃の火星周回軌道への投入に備えることになります。(資料: ほか)

2003年11月20日の発表に よりますと、「のぞみ」は、2003年 12月14日に火星に最接近し、火星表面から894kmを通過します。 軌道決定の誤差から、1%くらいの確率で火星に衝突する可能性もある、ということです。 回復をめざして懸命な努力が続けられています。 (資料:

火星探査機「のぞみ」火星周回軌道への投入断念について: 1 2


火星に到着し、火星を回る軌道軌道(近火点高度150〜300km、遠火点高度27300km、火星の赤道に対する軌道傾斜角138度、周期約19時間)に入ると、地球の方へ向いているアンテナを自転軸としながら、1分間に7回半の回転を行い機体を安定させます。


1998年7月18日17時39分にプラネットBから撮影された地球と月
(このとき、地球からは 168100km, 月からは 535300km 離れていました)

 プラネットBのカメラがとらえた地球や月 

プラネットBの軌道
プラネットBの軌道(概念図)

火星をまわる人工衛星になり、火星の大気の観測などを行う予定です。

プラネットBには、一般から公募された、27万694人の名前を焼き付けたアルミ板1枚が3.2cm x 4.5cm 厚さ0.2mm 重さ0.72g)20枚が収められています。(探査機のバランスをとる重りの一部として、金属にアルミ板を組み込み機体にとりつけるところ

このアルミ板の複製が、1998年8月29日(土)に行われる宇宙科学研究所の一般公開で、顕微鏡ルーペを使って見られるようになる予定です。


プラネットB探査機の写真集
プラネットB探査機の現在位置

ようこそ プラネットBへ 〜 プラネットBホームページ
☆ NASAのプラネットBホームページ

(Photo Credit: ISAS)


(資料原: 文部省宇宙科学研究所ホームページ )


 火星リンク集




★ 太陽の竜巻


「太陽竜巻」発生位置を示しました。(枠内)
SOHOの極端紫外線望遠鏡による。下の画像とは異なる日に撮影。左下に大きなプロミネンスがのびています)


SOHOがとらえた、太陽の南極からのびた「太陽竜巻」

☆ 1998年4月20日17時11分〜20時02分にかけての太陽竜巻(MPEG動画 278KB)
秒速約130kmものスピードまで加速していくガス流です。

SOHO(ソーホー)は、 地球から太陽方向へ約150万kmいったところにある(太陽-地球系の)ラグランジュ・ポイント(ここでは、太陽と地球による重力と、太陽-地球回転系における遠心力とが釣り合っています)付近から、太陽大気や太陽風を観測しています。

☆ SOHO全体図
☆ SOHOの大きさ・重量など
☆ 回転するSOHO(MPEG動画 574KB)

イギリスの科学者らは、 SOHOによる観測データから、太陽面上に、地球上のたつまきとよく似た現象を発見しました。

地球ほども大きさがある「太陽竜巻」は、太陽の北極と南極に頻繁に起こっていることや、その内部では秒速15kmものガス流が発生しており、瞬間的にはその10倍もの流れがあること(比較のため、地球上の竜巻では秒速100mをすこしこえる程度)などがわかりました。
竜巻状にラセンをえがく高温のガスが、太陽から離れていくようすです。

上の「太陽竜巻」の画像は、ガスの運動を示しています。「太陽竜巻」の右側は明るい色ですが、これはSOHO方向に動いている部分です。左側は暗い色ですが、これはSOHOと反対方向に動いている部分であることを示しています。
「太陽竜巻」のスペクトルのドップラー効果から、こうしたガスの運動が調べられています。

Credits:
Tornado: SOHO (ESA & NASA), CDS/RAL and C.D.Pike & H.E. Mason
Whole Sun: SOHO (ESA & NASA) and EIT Consortium


(資料源: SOHOホームページ)

☆ 関連ページ
☆ 太陽内部を探る


★ 月の重力を利用する商用衛星

月の重力を利用するヒューズ社の衛星

1997年のクリスマスの日に、ロシアのロケットで打ち上げられた「アジアサット3」は、ロケットの不調で、目的の軌道(静止軌道:赤道上を東まわりに、23時間56分04秒でまわる軌道。地上から静止軌道の衛星を見ると、空の一点に静止して見えます)にのりませんでした。

そこで、衛星に残っている燃料を使って、楕円軌道の一端を徐々に月に近づけていき、月の重力にひっぱらせて軌道を大きくかえてしまおう、という計画がすすめられました。
現在この衛星は、HGS-1(Hughes Global Services-1)という名前に改められています。

徐々に衛星の楕円軌道の一端を遠ざけていく(QuickTime動画 2.81 MB)
月のそばを通過(QuickTime動画 1.05 MB)
月のそばを通過し、再び地球の方へ(QuickTime動画 2.81 MB)
衛星の軌道変化予定図(赤が月接近まで)←これは当初の計画図です。

(Photo Credit: Hughes Global Services)

1998年5月8日9時42分(日本時間。以下同じ)、月に向かう軌道に入りました。
5月14日04時55分、月の表面まで6249kmのところを通過しました。月の重力で加速した衛星は、再び地球のほうに舞い戻り、地球に最も近づいた5月17日正午頃にロケットを点火して減速する予定でしたが、さらに望ましい軌道に近づけるため、再度月に接近させることになりました。

5月17日正午頃、短時間だけロケットを噴射し、さらに6月1日11時40分にもロケットを30分点火して月への軌道修正を行いました。6月7日01時30分頃に月面まで34300kmのところを通過しました。この2度目の月接近後、6月11日に短時間ロケットに点火して軌道を修正し、6月15日01時15分に46分間ロケットを噴射、さらに02時50分にも2分間噴射して、地球の近くをまわる軌道(地表から最も遠ざかる点の高さ約82000km、最も近い点の高さ約36000km。周期約46時間)に入りました。
HGS-1は、6月16日23時29分に、28分間ロケットを噴射し、周期約28時間のほぼ円軌道に入り、18日03時29分から12分間の噴射で、太平洋赤道上の静止軌道にほぼ入ることができました。(南北方向にまだ数度動きます)

科学探査機ではなく、商業衛星が、月の重力を使って軌道を変えるのは、これが初めてのことです。

 HGS-1の現在位置(表示時刻は世界時。プラス9時間が日本時)


(資料源: ヒューズ・グローバル・サービシズ; Space Views


★ 土星探査機「カッシーニ」

打ち上げられた「カッシーニ探査機」


カッシーニ探査機

カッシーニ探査機組み立てのようす(MPEG動画 4.1MB)

カッシーニ探査機立体モデル探査機の模型を作ろう!


1997年10月15日17時43分(日本時間)に アメリカ、フロリダ州ケープカナベラルから土星探査機「カッシーニ」が打ち上げられました。(動画 MPEG 333KB)
金星に2回、地球に1回、木星に1回接近し、それぞれの惑星の重力に引かせて土星に向かいます。(飛行経路)土星到着は2004年で、「ハイヘンス」降下機が分離し、衛星チタン(ティタン)に着陸します。
カッシーニにとりつけられたハイヘンス

飛行中の主な予定

Huygens ハイヘンス の発音について


★ カッシーニの木星接近


「カッシーニ計画」は、NASAESA(ヨーロッパ宇宙機関。イーサ)、ASI(イタリア宇宙機関)の 共同プロジェクトです。


カッシーニ探査機は高さ6.8m、高利得アンテナの直径4mで、本体の軌道周回機が2125kg+燃料3267kg。切り放されるハイヘンスが320kgあり、打ち上げ時には合計で5712kgもあります。 30人乗りの(空の)スクールバス程度の大きさ・重さになるわけです。

高利得アンテナは、ガリレオ探査機のように飛行中に開かせる方式ではありませんし、動く部分がありません。ガリレオ探査機の高利得アンテナは展開に失敗し、半開き状態になってしまいました。
カッシーニでは、できるだけ可動部分をなくし、機械的な故障を減らす努力をしています。

土星という、太陽から遠く離れた空間では、太陽光を受ける太陽電池板を相当大きくしなければならず、現実には、太陽電池で電力を得るのは困難です。
カッシーニ探査機には、プルトニウム238の崩壊熱を利用した熱電対で電力を得る、「放射性同位体熱電発電機」(RTG)というものを3つ積んでいます。


☆ 搭載された観測装置
☆ 搭載された熱電発電機
☆ 土星探査機「カッシーニ」打ち上げのようす・リンク集
☆ 土星探査機「カッシーニ」計画概要・リンク集
☆ ヨーロッパ宇宙機関・ハイヘンス・サイト
☆ カッシーニのプレスキット(1)(英文: Adobe Acrobat file; 読むためのソフト
 カッシーニのプレスキット(2)(英文: Adobe Acrobat file; 読むためのソフト
 カッシーニのプレスキット(3)〜木星接近(英文: Adobe Acrobat file; 読むためのソフト

☆ カッシーニの現在位置
☆ カッシーニの模型づくり

カッシーニ探査機は、1998年4月26日22時52分14秒(地球で信号を受信した時刻)、金星上空284kmのところを通過しました。

1999年6月25日05時35分、金星の経度0度赤道上617km付近を通過し、同年8月18日12時28分には、南緯23.5度、西経128.5度(ヘンダーソン島のあたり)付近上空1171kmを通過しました。
飛行中の主な予定参照)

(文中の Photo Credit: NASA/JPL/Caltech)


詳しくはカッシーニ・ホームページ土星到着以降のカッシーニ情報





1999年8月18日、オーストラリアのアマチュア天文家ゴードン・ガラッドさんは、口径45cm望遠鏡とCCDカメラを使って、地球に接近直後、遠ざかりつつある「カッシーニ探査機」をとらえました写真には、10分間隔で撮影された「カッシーニ探査機」の光点が並んで写っています。


☆ 土星の衛星「チタン」の海






太陽のそばを通過する電波のおくれを測定する実験
Credit: NASA/JPL/Caltech

地球-太陽-カッシーニ探査機の順にほぼ一直線上に並んでいた、 2002年6月6日から7月20日にかけて、カッシーニ探査機を使って 一般相対性理論の正しさを確かめる測定が行われました。 一般相対性理論によれば、 太陽のように、大きな質量の天体のそばでは、「空間」のゆがみのため、空間を最短距離で進む光(電波なども)が曲がってしまうことが 示されています。天体の質量が大きい(重い)ほど、また、天体のそばであるほど空間のゆがみがひどくなります。
空間のゆがみによって、光(電波なども)はよぶんな距離を進まなければならなくなり、光の到着時刻が遅れます。 この遅れを正確に測ることが、一般相対性理論の正しさのテストになるわけです。

1979年に火星探査機 「バイキング」によって 行われた同様の測定では、0.1%くらいの正確さで一般相対性理論による予報値 と観測値が一致していました。

今回のカッシーニを使った測定では、 太陽のそばをとおって、電波が往復する(片道約13億km)のにかかる時間の変化を 正確に測定しました。これまでとは異なり技術の大きな進歩が見られます。 コロナを電波が通過する際に 発生する雑音の影響が大きな問題になっていました。今回は、この影響を克服するため、複数の周波数を 使って測定が行われました。これにより、コロナだけでなく 太陽風の影響も受けないよう になりました。さらに、地球の受信設備にも改良を行い、地球大気による雑音も大幅に減らすことが できました。

こうして、 今回のカッシーニを使った実験では、100万分の200という正確さで 一般相対性理論の正しさが確認できたということです。




土星に向かっているカッシーニ探査機から撮影された2003年11月9日の土星
Credit: NASA/JPL/Space Science Institute 関連資料:

2003年11月9日17時54分に カッシーニ探査機から撮影された土星です。 このとき、カッシーニ-土星間は111万4千km。 地球-太陽間の約3/4にあたる距離です。

太陽系シミュレーターで、撮影時にカッシーニ探査機 から見た土星を 作図してみました。 5つの衛星(よくわかるよう、明るさが3〜5倍強調されています)が写っています。 チタン(Titan)は画面に入っていません。 ミマス(Mimas)はやっと見える 程度です。

土星本体は、南半球がよく見えています。リングの影で北半球がよく見えません。このとき、太陽が右手、やや手前方向に あるのがわかります。

リングのなかにすきまがあります。幅4800kmの大きなすきまは、発見者の名から「カッシーニの空隙(くうげき)」 あるいは「カッシーニの間隙(かんげき)」とよばれています。 その内側が明るいBリング、外側が暗いAリングとなっています。明るいBリングの内側にも暗いCリングがあります。 Aリング内の外側に近いところにも、幅325kmという狭いすきま 「エンケの空隙(間隙)」があります。

高緯度よりも、中緯度・低緯度のほうが色彩がよくわかりますね。木星同様、土星も白いアンモニアの雲 に分厚くおおわれています。そのなかに、色彩の原因とみられる粒子(おそらく硫黄や窒素の化合物) が混じっていると考えられています。


土星リンク集




詳しくはカッシーニ・ホームページ土星到着以降のカッシーニ情報




★ 地球にも連続衝突の跡

木星に衝突したシューメーカー・レビー第9彗星 のように、地球上でも、分裂した彗星や小惑星が次々と衝突したことがあったようです。 2億1400万年前、ヨーロッパから北アメリカにかけてできた5つのクレーターがその証拠とみられています。

2億1400万前にできた、5つの衝突クレーターの、当時の位置が、大陸移動を計算にいれて再現されました。すると、5つのクレーターは列をなしていたのです。(のうち、大陸同士がくっついているのが当時のようすです)

この頃、生物の大量死が記録されていますが、これらクレーターの衝突と関係しているのかもしれません。

地球は木星に比べると、重力の弱い天体なので、 シューメーカー・レビー第9彗星のときのように、近くに来た彗星をばらばらにできないかもしれません。
むしろ、地球大気をかすめるように通過した小天体が、その衝撃でばらばらになり、次に地球に接近した際、それらの破片が次々に地球に衝突したと考えたほうがよいようです。


(資料源: The University of Chicago NEWS; Nature 1998.3/12 p. 131)


★ 彗星のサンプルを採取する探査機

彗星に接近するスターダスト探査機(想像図)/ 動画版(2MB))

スターダスト探査機各部名称図; ;

太陽電池板を除くと、机ほど大きさで重さは385kgという小型の探査機。
(本体: 高さ1.7m, 幅0.66m, 奥行き0.66m; 太陽電池板の長さ4.8m; 重さ385kg = 本体254kg + サンプル回収カプセル46kg + 燃料85kg)
猛スピードで衝突する彗星の塵から、本体や太陽電池板を守るため、盾(たて)を備えています。

報道陣に公開されたスターダスト探査機

1998年12月22日発表のテスト中のスターダスト探査機

(Credit: NASA/JPL/Caltech)


スターダスト探査機の模型づくり


 1978年1月6日にスイスのパウル・ヴィルトによって発見された「ヴィルト第2彗星」は、 太陽系の内側に入ってきたばかりで、太陽熱による変化もあまり受けていない新鮮な彗星と見られています。

1974年9月10日以前には、近日点(軌道上、最も太陽に接近する場所)が木星軌道付近にあり、遠日点が天王星軌道をこえるあたりにあったのですが、1974年9月10日の木星への接近(0.006天文単位)により軌道が変わり、近日点が火星軌道付近、遠日点が木星軌道付近となっています。 (軌道変化の図で、楕円が変化前と後の彗星の軌道。一番外側の円は天王星軌道。一番内側の円が地球軌道。火星軌道は省かれています。この彗星の現在の公転周期は約6年)


彗星が新鮮であること、そして、彗星軌道が変形したため、探査機との相対速度が小さくなり接近しやすいことから、ヴィルト第2彗星がNASAの彗星探査計画「スターダスト」の対象に選ばれました。

2004年1月3日04時22分頃に、この彗星の核に約300kmまで接近することになります。彗星のコマを通り抜けるのに数時間を要するでしょう。(飛行経路図1(QuickTimeアニメ) ; 彗星接近は3周目




打ち上げられたスターダスト探査機アニメーションGIF(1.20 MB))

デルタIIロケットの内部構造と探査機の位置

 1999年2月8日06時04分15秒に打ち上げられた探査機は、2001年1月15日20時14.28分に地球上空(アフリカ南端の南東海上)6007.64kmまで接近し、地球の重力を利用して軌道を変更しました。(その頃、地上の望遠鏡からとらえられたスターダスト探査機


2002年11月2日13時50分、スターダスト探査機は、小惑星「アンネ・フランク」に約3300km以内まで接近しました。もっと近くまで接近しなかったのは、小惑星の近くに塵や小惑星の衛星が存在した場合に、そうしたものと衝突する危険があったためです。小惑星に対して、探査機は秒速約7kmで通過したことになります。距離がかなりありますので、4kmほどの大きさの「アンネ・フランク」の表面のようすはあまりわからないかもしれません。主目的である彗星接近の予行演習となりました。今回の接近で得られた画像やデータは1週間にわたり送信されてきます。11月2日の、探査機と地球の位置小惑星アンネ・フランクと地球の位置(それぞれ、太陽系シミュレーターNEO PROGRAM ORBITSによる作図)

2002年11月2日に接近した小惑星「アンネ・フランク」
実際の長さは約8kmということ、不規則な形をしていること、予想以上に表面は暗く、太陽光の0.1〜0.2%しか反射していないこと、などがわかりました。クレーターらしき地形がいくつかわかります。上の画像は、最接近直前のもので、画像処理により強調されています。(スターダスト計画ホームページより)



探査機の地球接近(MPEG動画 2.38 MB, created by Ron Baalke )

探査機の飛行経路(QuickTime動画 1.86 MB)

彗星への接近(QuickTime動画 2.79 MB)

スターダスト探査機の現在位置ヴィルト第2彗星の現在位置探査機と彗星の現在位置



彗星から放出される粒子サンプルを採取し、2006年1月15日、カプセルが地球に回収されることになっています。(ソルトレイク近くの回収地点の地図; 回収テストのようす


彗星接近時、探査機に衝突する彗星の塵は砂粒より小さくても(ほとんどの粒は髪の毛の太さより小さいでしょう)、秒速6.1km(ライフルの弾の数倍〜10倍程度)という猛スピードでぶつかってきます。なるべく塵をこわさないよう採取するのはやっかいです。

そこで、「エアロゲル」という特殊な物質を使用することになりました。スポンジに似て、無数のあなだらけの構造をしている軽く丈夫な固体です。(断熱性にも優れるエアロゲルの写真。バーナーの炎の熱が花に伝わりにくくなっています)今回探査機に使用されるのは、二酸化ケイ素を主な成分とするエアロゲルで、同じ二酸化ケイ素を主体とするガラスの 1/1000 の重さしかありません。(採取に使われるエアロゲル

エアロゲルを使う塵採取器: 写真1/写真2

このエアロゲルに衝突した彗星の塵は、めり込んでストップするはずです。二酸化ケイ素のエアロゲルは透明なので、細い円錐状にめりこんだ跡が顕微鏡で見え、頂点のところに塵を見つけることができます。 (実験例の写真1写真2

☆ 関連ページ:Silica Aerogels; NASA Aerogel Web Site


☆ スターダスト探査機の軌道上の現在位置: ;
☆ ヴィルト第2彗星の軌道上の現在位置
☆ ヴィルト第2彗星の軌道データと位置データ



人々に、スターダスト計画への関心をもってもらおうと、「あなたの名前を彗星に送る」キャンペーンが行われました。

13万6千人の名前などを満載したマイクロチップ
(Credit: NASA/JPL/Caltech)

インターネットを使って、自分の名前をローマ字で入力すると1cm平方の大きさのシリコン製チップに、その名前を小さく刻み込んでくれるというものです。髪の毛の太さに約80文字という小ささです。

1997年11月〜12月に募集された13万6千人の名前は、開発チームの写真などとともに、すでにスターダスト探査機のサンプル回収カプセル内におさめられています。(名前の一部を6500倍に拡大したもの

最近募集されたものは2枚目のマイクロチップに刻まれます。しめきりは1998年8月15日でした。

2枚目のチップ用に応募された名前のリスト

これらのマイクロチップは、ヴィルト第2彗星に接近したあと、地球に回収され、博物館に展示される予定です。

スターダスト・マイクロチップについての質問・答え集


スターダスト計画のオフィスやオペレーションセンターの今のようす (カリフォルニア州パサデナにあるジェット推進研究所内)


接近時に撮影されたヴィルト第2彗星(直径5.4km)
ついに2004年1月3日04時22分頃(電波が地球に届くまで21分40秒かかっていましたので信号受信時刻では04時44分)、ヴィルト第2彗星の核に240kmまで接近しました。
最接近時、彗星に対し、探査機は秒速6.1kmのスピードで接近していました。 上の画像は彗星の核から500km以内から撮影されたものです。これまでに彗星の表面がこれほど鮮明に撮影されたことはありません。
右の画像は2つの画像を合成したものです。短時間露出で撮像したものと、その10秒後に長時間露出で撮像を行ったものを合成しています。 彗星表面の起伏と、周囲に放出されているガスや塵が同時に見て取れます。 今回の彗星接近中、彗星の画像72コマが撮像されたということで、 20m以下のものまで識別できるものもあるそうです。 (関連ページ

接近時に撮影されたヴィルト第2彗星接近し遠ざかるヴィルト第2彗星

2003年12月31日には、塵とガスでできた「彗星のコマ」と呼ばれる領域に 入りました。次第に塵粒子がたくさんぶつかってくるだろうと期待されたのですが、 実際には、塵粒子の群れのようなものに何度か出くわし、その間、ほとんど粒子と 衝突しなかったのです。 それでも、探査機の「盾」の最初の層が、少なくとも10回、貫通しましたが、 多層構造なので助かりました。

04時25分頃、高感度アンテナが地球のほうに向けられ、30時間以上にわたりデータが送信されました。 彗星から放出される粒子サンプルを採取する部分(テニスラケットのような形)はすでに12月24日に展開し、準備を整えていましたが、 最接近から6時間後には、採取する部分が収納されました。

衝突する彗星の塵は秒速6.1km(ライフルの弾の数倍〜10倍程度)という猛スピードで ぶつかってきます。衝突した瞬時に1000℃以上の高温が発生し、 エアロゲルは融けて塵粒子を包んでしまいます。他の天体の物質を地球に 持ち込む、という点から見ても、高温滅菌・密封される採取であり、安心です。(関連情報) もっとも、彗星は太陽系ができたころからほとんど変化なく物質の状態が保存されている と見られており、彗星において微生物が発生することはちょっと考えられません。彗星に、生命をつくる材料と なりうる有機物が含まれているらしいということは わかってきました。今回採取 されたサンプルの分析でさらに詳しいことがわかるでしょう。 (資料: 1 2 3 4 5


(動画 1.4MB)
接近時の画像から作られた動画

(動画 1.2MB)
接近時の画像から作られた立体アニメーション(左赤・右青のセロハンを通して見ると、立体的に見えます)


接近時の代表的な画像。上から3段目までは、左上から右下までの順序。
最下段は、塵とガスからなるジェットがわかりやすいように、露出時間を長くした画像。


左は、最接近時の画像で、ほぼ正面から太陽が照らしています。 右は、スターダスト・チームが地形を区別するために使用している名前です。 「右足」(Right foot)、「左足」(Left foot) というのは、確かに足跡のようなくぼみですね。


最接近直後と直前の画像をならべたもの。中央の画像は拡大部分ですが、 尖った塔のような地形が見られます。


左赤・右青のセロハンを通して見ると、立体的に見えます。
赤いほうを右目で見てください。太陽光が当たっていない影の部分からもジェットがでています。


「シューメーカー盆地」とスターダスト・チームがよんでいる地形の立体画像。(左赤・右青のセロハンを通して見ると、立体的に見えます)]


左から、 ヴィルト第2彗星、小惑星「イーダ」、その衛星「ダクティル」の表面の比較。 小惑星「イーダ」とその衛星「ダクティル」のくぼみのほとんどが、おわんのような底に丸みのある 衝突クレーターです。ヴィルト第2彗星の表面に見られるくぼみには、底が平坦なものが目立ちます。 (ガリレオ探査機小惑星「イーダ」接近


接近時のスターダスト探査機から見たヴィルト第2彗星表面の想像図




スターダスト探査機によって採取された粒子はカプセルに収められ、2006年1月15日にアメリカ、ユタ州に回収されました。



(本文中の画像のクレジット(ことわりのない場合): NASA/JPL/Caltech)


スターダスト探査計画のプレスキット(637 KB 英文: Adobe Acrobat file; 読むためのソフト
スターダスト探査関連プレスキット(659 KB 英文: Adobe Acrobat file; 読むためのソフト
スターダスト探査関連プレスキット(455 KB 英文: Adobe Acrobat file; 読むためのソフト
スターダスト探査関連プレスキット(150 KB 英文: Adobe Acrobat file; 読むためのソフト


(資料源: スターダスト計画ホームページ


Stardust:Comet Coma Sample Return Plus Interstellar Dust, Science and Technical Approach


彗星情報



★ 初の人工衛星打ち上げから40年
スプートニク1号
直径58cm,重さ83.6kg

1957年10月4日(日本時間では5日04時28分34秒)に、世界発の人工衛星「スプートニク1号」がロシア(当時のソ連)によって打ち上げられました。本格的な宇宙時代の幕開けとなりました。

スプートニク40周年を記念して、1997年11月3日(40年前のこの日、スプートニク2号が打ち上げられました)13時05分頃、ミールから、スプートニク1号の3分の1の大きさのミニ衛星(「スプートニク-40」)を宇宙飛行士の手で宇宙空間に放出されました。

(放出シーン: 宇宙飛行士の手から離れた瞬間; 右下に宇宙飛行士の手、中央左にスプートニク-40; 離れていくスプートニク-40; いずれもSPACE TODAYより)

145.820MHzのFM電波で、スプートニクが発したのと同じような信号音を12月30日まで出し続けました(06時の信号が最後のようです)。このミニ衛星は10月6日0時08分57秒(日本時間)に打ち上げられた貨物宇宙船「プログレスM-36」でミールに運ばれました。詳しくは下記関連ページをごらんください。 軌道上の「スプートニク-40」からの発信音や「スプートニク-40」の写真は こちら

NASAの資料によりますと、この衛星は1998年5月21日に大気圏に突入し燃え尽きたようです。

SpaceNewsによりますと、予備のミニ衛星も1998年後半に、ミールから放出される予定です。
この衛星は「スプートニク-41」と名づけられ、1998年10月25日13時14分57秒に打ち上げられた「プログレスM-40」でミールに運ばれました。(ドッキングは27日14時43分42秒)

スプートニク-41の写真など

この衛星は、1998年11月11日に行われた船外活動中、宇宙飛行士の手で放出されました。フランス語、ロシア語、英語による2種類の短いメッセージが145.812MHz で送信されます。(音声内容はこちら
直径は「スプートニク-40」と同じ約20cmで、重さ約4kgです。地上で受信された音声信号はこちらで聞けます。
バッテリーは1カ月くらいもつと予想されていましたが、12月11日頃なくなったようです。衛星そのものは、1999年1月11日に大気圏に突入し燃え尽きました。

1999年4月2日20時28分43秒に打ち上げられた、プログレス-M41は、2日後にミールにドッキングしましたが、このプログレスにスプートニクの新しい模型が積まれていました。
4月16日頃に予定される船外活動中に、手で放出されるもようです。



☆ スプートニク1号打ち上げの頃のニューヨークタイムズ紙から
☆ スプートニク1号から電波で発信された(WAV音声ファイル 113KB; 写真とともに下記資料源より)
☆ スプートニク-40の試験モデルの発信音(WAV音声ファイル 79KB; Credit: Bernard Pidoux and AMSAT France
☆ 関連ページ SPOUTNIK a 40 ans

(資料源: スプートニク・ホームページスプートニク 41のページ


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