インスタントエキスパート: 星間塵から何がわかるか

宇宙を車で旅しているとき、白い手袋をした手を窓から出したら、汚れた手で戻ってくるでしょう。天の川の星々の間の空間はガスと塵で満たされています。大量の塵です。

今年の夏、欧州宇宙機関のプランク衛星は高解像度の塵の地図を作成した。このプロジェクトの最終目標は、宇宙の激しい始まりの電磁気的名残である宇宙マイクロ波背景放射の地図を作成することである。

温かい塵の粒子はマイクロ波を放射するため、プランクは塵の背後に何があるのか​​を見るためだけに地図を作成した。宇宙学者は通常、塵が放射するマイクロ波を、データを不明瞭にする「ノイズ」とみなし、宇宙マイクロ波背景放射の測定から消去するためだけに分析する価値があると考えている。しかし、他の天文学者にとっては、星間塵はそれ自体が有用である。彼らの中には、起源と動作がよくわかっていない天の川銀河の磁場を研究するために星間塵のデータを使用する予定の人もいる。プリンストン大学のブルース・ドレインのように、粒子自体のサイズ分布と組成を研究する人もいる。「宇宙は美しい」とドレインは言う。「そして、宇宙を美しくするものの 1 つが塵です。」

塵粒の一生

1. 星の中に
天文学者たちは星間塵工場の正体をすべて知っているわけではないが、赤色巨星（寿命の最終段階にある最大太陽質量の8倍の恒星）がかなりの量の塵を生成することはわかっている。炭素や酸素などの塵の成分は、恒星の中心部の奥深くでヘリウム原子が融合するときに生成される。

2. 星の表面
赤色巨星内部の対流により、新しい原始塵原子が中心核から表面まで引き上げられる。恒星の大気の状態と元素が塵の化学組成を決定する。その後、恒星の脈動と風により、それらの原子が宇宙空間に飛ばされる。

3. 星間空間で
原子は宇宙空間を漂い続けるうちに、冷えて凝縮し、塵の粒子になる。そこから新たな塵の粒子が宇宙に漂い、そこで非常に小さな岩石、小惑星、そして惑星に集まる。7月に惑星科学者らは、宇宙で7年間の塵のサンプル収集を終えて2006年に地球に帰還したスターダスト宇宙船から、2つの候補となる塵の粒子が見つかったと発表した。これにより、現在人類が所有する塵の粒子の総数は3つとなる。1つでも見つけるには、顕微鏡を使ってスターダストの粒子トラップを丹念に探す必要がある。スターダスト実験で捕獲された最初の塵の粒子は、3月に発表された。3つのうち、2つはマグネシウムを多く含み、3つ目は炭素ベースである。

よくある質問

星間塵は地球から見えるのでしょうか?
はい！街の明かりから遠く離れた晴れた夜には、天体観測者は白鳥座の近くの天の川の滑らかな帯の中に暗い斑点を見ることができます。それらの斑点は、背後の星を遮る塵の帯です。

銀河環境にどのような影響を与えるのでしょうか?
塵の粒子は惑星の構成要素です。塵の粒子はガス雲を星の光から守り、その雲を冷たく保つことでガスが凝縮し、新しい星を作ることを可能にします。「それは生態系のようなものです」とプリンストン大学の天文学者ジリアン・ナップは言います。「重要なのは小さな要素であり、それがどのように一緒に進化するかです。」

必須の専門用語

星間物質:天文学者は星の間にある物質すべてをこう呼んでいます。塵粒子は質量の約 1% しか占めず、水素が 80%、ヘリウムが残りの大部分を占めています。

星間塵:塵粒子は、炭素、ケイ素、酸素、マグネシウム、アルミニウムなどの原子の集合体です。ケイ素を多く含む粒子は塵の約 70 パーセントを占め、炭素を多く含む粒子は残りを構成します。