星の種族

課題7と8で作った2色図は、私たちの銀河系の銀河面からはるか上のほう(ナビゲーション ツールの天球図の広い赤い帯)の星のものでした。しかし夜空を見上げたときに見えるのはす べて銀河面の星です。銀河面にある星は、銀河面のはるか上下にある星とは異なっています。天文 学者は、銀河面にある星を「種族I」の星、銀河面のはるか外側にある星を「種族II」の星と呼びま す。種族IIの星は種族Iの星より年とっていて赤い星です。もし課題7と8で使った星の代わり に種族Iの星を使って図を作る作業を繰り返したら、もっと多くの星が同じ傾向を示していたこと がわかるでしょう。

惑星と星間塵

私たちの太陽系の惑星と、星の間の塵はどちらもほとんど完璧な熱的放射 源として放射を出しています。しかしどちらも星に比べてずっと冷たく、惑星 の温度はだいたい 300 K (27 C)、塵粒子の温度はだいたい 30 K ( -243 C) です。惑星と塵粒子はとても温度が低いので、熱的放射をほんの少ししか出し ません。そしてこの放射のピーク波長は、可視光からずっと離れ た赤外線の波長のところにあります。

銀河

銀河は一千億個という桁の星の集合で、それをとりまくガスや塵も伴っ ています。銀河の中の星は熱的放射源であったり非熱的放射源であったりする ため、またその星たちはさまざまな温度を持っているため、銀河は一温度の熱的放 射源とはみなせません。

もし銀河の中の多くの星が青ければ、銀河は全体としては青く見えるでしょ う。もしほとんどの星が赤ければ、銀河は全体としては赤く見えるでしょう。 銀河の全体的な色から、天文学者は銀河の中に含まれる星のタイプについ ての情報を得ることができます。

しかし、銀河の色を解釈するのは、2つの要因によって複雑になっています。 1つ目は、銀河の中にある星間塵が光を吸収するのですが、塵は短い波長の光 をより吸収しやすいということです。星間塵が銀河からの短波長の光を吸収す るために、地球に届いた光は銀河が放射した光より赤くなっています。

2つ目は、銀河の色は赤方偏移によって変わるという ことです。銀河が地球から高速で遠ざかっているように見える場合、その銀河が放射す る光は引き伸ばされてより赤くなります(詳しくは、 ハッブル図のプロジェクトを見て下さい)。速く遠 ざかっている銀河は赤方偏移が大きいので、より赤く見えるのです。遠い 銀河ほど赤方偏移が大きいので、銀河の色は距離の指標にもなり、天文学者は宇宙の 3次元地図を作るのに銀河の色を参考にすることもできるのです。

もし銀河のことをもっと知りたかったら、SkyServerの銀河のプロジェクトをやってみて下さい。

クエーサー

SDSSによるクエーサーの画像

クエーサーは私たちの太陽系くらいの大きさしかない領域から、100個の銀河に相当す るほどの光を放射しています。これは、銀河の中心にある巨大なブラックホー ルの中に渦を巻きながら落ちていく熱いガスからの放射であると考えられています。ブラッ クホールの重力がガスをあたため、ガスは熱的放射と非熱的放射の両方を出し ます。

クエーサーの像はちょうど星の像のように見えます。「クエーサー (quasar)」という名前は、それが「星のような(quasi-stellar)天体」である ことからつけられました。しかしクエーサーのスペクトルは星のスペクトルと は大きく異なって見えます。クエーサーの熱いガスはブラックホールに落ちる ときにX線の波長で放射していて、またクエーサーはとても遠くにあるので、 そのスペクトルは大きく赤方偏移しています。クエーサーのスペクトルは星の スペクトルと大きく違うので、クエーサーの色も違って見えます。星と同じ ようの点源として見えているものでも、色を見ればどれが星でどれが実はク エーサーであるかを知ることができます。

もし、クエーサーについてもっと学びたければ、SkyServerの クエーサーのプロジェクトをやってみて下さい。

宇宙

宇宙は全体として非常にかすかな熱的放射を出しています。この放射はほ とんど完璧な T = 3 K (-270 C)、絶対零度からわずか3度上の温度の熱的放射 源から来ています。この宇宙の熱的放射のピーク波長はスペクトルのマイクロ 波の領域で、可視光や赤外線より長い波長です。

天文学者はこの「宇宙背景放射(CMB)」を、150億年前のビッグバン直後の 初期宇宙からの放射であると理解しています。CMBは、宇宙が膨張するにつれ て 3K に冷やされたのです。1963年のCMB放射の発見は、天文学者たちがビッ グバン理論を確信する1つの大きな証拠となりました(詳しくは、ハッブル図のプロジェクトを見て下さい)。

さて、これであなたは自分で色を調べるのに十分なことを知りました。 「NEXT」をクリックして、あなたがその解決に役立てるような天文学の問題のリス トを見てみましょう。