• 検索結果がありません。

最新宇宙誌 エポック III:宇宙の再電離 ~暗黒時代の終わり&天体時代の始まり(前編)~

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2018

シェア "最新宇宙誌 エポック III:宇宙の再電離 ~暗黒時代の終わり&天体時代の始まり(前編)~"

Copied!
6
0
0

読み込み中.... (全文を見る)

全文

(1)

最 新 宇 宙 誌

9

Ⅲ : 宇 宙

再 電 離

~ 暗 黒 時 代

終 わ

& 天 体 時 代

始 ま

前 編

福 江

大 阪 教 育 大 学

1. 紫 藍 時 代 宇 宙 再 電 離

宇 無 色 透 明 あ い 暗 黒 時 代

宇 全 体 気 残 照 目 見

え い 水 素 や ム 充 満 い

う 宇 91.2nm 短

波 長 イ 放 無 数 光 源 出

現 始 宇 全 体 充 満

紫 輝 始 宇 開 闢 計

時 間 約 2 億 年 10 億 年 赤方 偏 移

約12 6 い 宇 サ イ 約10

億 光 年 20億 光 年 現 在 約10分 1

5分 1 い あ

火 玉 宇 膨 張 温 度

再 結 合 中 性 宇

晴 宇 全 体 あ 存

在 物 質 大 部 分 水 素 一

部 電 い 知 い 大 部 分 中

性 状 態 電 い あ

う い う 状 態 一 度 あ 考 え

い あ 宇 誌

大 変 ン 数 十 年 前

ン 宇 い

う 自 然 一 筋 縄 い い イ ン ュ

タ イ ン 懸 念 老 獪 あ

い う 現 在 銀 河 間 存 在 希 薄

中 性 状 態 完 全 電

い い う 宇 晴

後 時 点 宇

再 び 電 い う 態 生

い 実 際 赤 方 偏 移 4 5 い あ

あ ー サ ー 観 測 宇

晴 以 降 赤 方 偏 移 6以 前

宇 中 中 性 水 素 び 電

わ 赤 方 偏 移 z 1088

い 宇 晴 後 宇 中

水 素 中 性 現 在 宇 澄

渡 い 実 際 現 在 宇

遠 方 霞 い あ

赤 方 偏 移 10 20 い 起

い 水 素 再 電 宇 再 電

re-ionization 呼 い 1 中

図1 宇 宙 再 電 離 説 明 次 ペ ー こ 図 過 去 現 在 並 び プ ラ 状 態 っ 宇 宙 図 端 い っ 晴

青 い 領 域 そ し 宇 宙 出 現 し ネ ル ー 源 黄 色 光 っ 再 び 電離 し 図 真 中 少 し

(2)

性 状 態 水 素 陽 子 電 子 電

外 部 ネ ー え 必 要

あ 銀 河 間 存 在 水 素

電 う 大 変 量 ネ

ー 必 要 ネ ー 何

わ い い 点 大 謎 あ

赤 方 偏 移 10 近 領 域 銀 河 や

ー サ ー 観 測 調 い

彼 方 赤 方 偏 移 1000

い 領 域 3K 宇 背 景 放 射 見

え い 赤 方 偏 移 10 い

1000 い 間 領 域 観 測 的 理

論 的 わ 宇 い

宇 暗 黒 時 代 cosmic Dark Ages

言 わ い 宇 暗 黒 時 代 初

代 体 誕 生 考 え い

宇 歴 い 非 常 重 要 時 代

宇 暗 黒 時 代 誕 生 初 代 体 第

一 世 代 あ い ー サ ー あ

い 他 体 確 実 わ

い い 初 代 体 第 一 世 代

場 合 重 元 素 含 い

陽 100倍 1000 倍 い

質 量 10万 度 以 表 面 温 度 あ

強 い 紫 外 線 放 射 い 初 期 宇

再 電 う 推 測 い

2. 宇 宙 再 電 離 観 測 的 証 拠

宇 再 電 対 象 体 銀

河 銀 河 間 い や 銀 河 団 銀 河 団

間 ゆ う 銀 河 間 物 質 IGM

intergalactic medium あ 銀 河

集 超 新

爆 発 汚 染 何 度 調 理 受

宇 初 期 異 い

一 方 銀 河 間 宇 生 元 素

合 成 一 部 銀 河 や

後 一 度 や 銀 河 凝 集

う 推 測 密 度 わ

希 薄 銀 河 団 間 空 間 あ

茫 漠 い 銀 河 間 量

多 い う

銀 河 間 あ 希 薄 光

い 直 接 観 測 わ

い う 状 態 調

方 法 あ 背 後 光 源 透

あ 背 後 光 源 遠 方 銀 河 や

3K宇 背 景 放 射 使 え

遠 方 銀 河 中 銀 河 間

状 態 調 方 法 ン ー タ ー

ン い う 知 い

3K 宇 背 景 放 射 銀 河 間 状 態 調

方 法 3K 宇 背 景 放 射 偏 光 状

態 調 方 法 知 い 前 者 方 法

z~6 い 銀 河 間 電 度 急

増 加 い 判 明 い 後

者 方 法 z~10 い 一 部

電 い 判 明 い 宇

再 電 宇 全 体 一 様 進 わ

宇 起

全 体 透 percolation い う

2.1 ガ ン = ピ ー タ ー ン 効 果

宇 再 電 観 測 的 証 ン

ー タ ー ン 効 果 Gunn-Peterson effect

/ ン ー タ ー ン GP

い う 紹 介 う 紹 介 偉

う 書 い い い

2008年10 耳 学 問 知

い 勉 強 実

初 あ

宇 晴 以 前

電 状 態 水 素 光 子 真 直 進

邪 魔 い 中 性 水 素 光 素 通

う 何 度 述

(3)

あ あ 特 波 長

い 書 い 電 水 素

透 明 い 宇 初 期 密

度 高 い 時 期 話 現 在 宇 電 水

素 密 度 非 常 い や や 霞

い 透 明 い う

透 明 う い う 光 学 的 厚

明 思 う 1 大 い

小 い 判 断 必 要 あ 光 学 的

厚 波 長 依 存 性 考 慮 単 純

波 長 依 存 性 考 慮 や や 面 倒

え 地 球 大 気 可 視 光 や 電 波 対

光 学 的 薄 い X線 対 光 学

的 厚 い 詳 細 省 略

以 述 問 題 線

対 光 学 的 厚 見 積 必 要 あ

話 戻 中 性 水 素 い い 波 長

光 素 通 以 前 書 い 量 子 力 学

性 質 び び 特 波 長

光 吸 放 出 い わ ゆ

線 い う や 基 底 状 態

励 起 状 態 間 イ ン 系 列 第 一 励 起

状 態 ー 系 列 第

図2 水 素 原 子 ネ ル ー 準 位

ン 系 列 呼 2

イ ン 系 列 う 基 底 状 態 2 1

第 一 励 起 状 態 2 2 間 イ ン

Ly 基 底 状 態 第 励 起 状 態 2

3 間 イ ン 呼

ー 系 列 吸 放 出 可 視 光 起

古 ー 系 列 線

調 い 対

イ ン 系 列 紫 外 線 領 域 観 測

い 基 底 状 態 水 素 多 多

基 底 状 態 や 起 イ

ン 系 列 一 般 強 重 要 あ

ン ー タ ー ン

多 場 合 イ ン 系 列 イ

ン 光 使 う

GP 考 え 方 ン

非 常 遠 方 光 源 え ー サ

ー イ ン 光 発 う 最

初 強 い 輝 線 あ 銀 河 間 空 間 水 素

い あ 電 い 強 い

輝 線 赤 方 偏 移 地 球

届 う 銀 河 間 空 間 中 性

水 素 存 在 多 寡 応 イ

ン 光 吸 強 い 輝 線 一 部 吸

イ 変 わ う う

3 様 子 赤 方 偏 移 調

い 赤 方 偏 移 い 中

性 水 素 存 在 い 見 積 い う

ン ー タ ー ン GP 提

案 1965年 い う 昔 あ

う 一 重 要 点

3 見 う わ う 吸 イ

ン 輝 線 短 波 長 側 起

3 ー ン タ イ サ ー イ 発

見 SDSS ー サ ー1044-0125 赤 方 偏 移 z 5.80 可 視 域 赤 外

イ ン 線 静 止 系 紫 外 線 領

域 121nm 大 赤 方 偏 移

(4)

図3 SDSS ー サ ー1044 0125 赤 方 偏 移

z=5.80 可 視 域 赤 外 ペ ト ル

ラ イ ン α 線 静 止 系 紫外 線 領 域 大 赤 方 偏 移 波 長 7倍 い 延 び 赤 外 線 っ い

出 典 :http://www.ast.cam.ac.uk/~regan/ reion.gif

823nm い 中 縦 線

ー サ ー 発

823nm 波 線 中 心 少 左 広

強 い 輝 線

イ ン 輝 線 左 側

わ 短 波 長 側 抉 い 明

瞭 あ イ ン 吸

absorption trough 呼 い

飼 い 葉 桶 底 使 う

吸 溝 い 意 あ

う 生

ー サ ー 赤 方 偏 移 小 わ 手 前

あ ー サ ー 発

イ ン 光 吸 い 意 味

わ ー サ ー 発 イ

ン 光 ー サ ー 地 球 間 あ

異 赤 方 偏 移 銀 河 間 中 性

ー サ ー 手 前 側 わ 短 波 長 側

起 い

4 う 多 高 赤方 偏 移

ー サ ー 並

吸 移 変 わ わ

わ 遠 方 ー サ ー 4

吸 明 瞭 絶 壁 う

う 少 近 い 4 比較 的

図4 SDSS ー サ ー ペ ト ル 得

例 Fan et al. 2006

赤 方 偏 移 5.74 6.42 19個 SDSS ー サ ー 並 べ あ

う イ ン 光 吸 詳

細 測 結 果 赤 方 偏 移 5.5 6

い 急 激 深 わ

イ ン 光 透 率 わ

5

換 算 IGM 中 性 水 素

割 合 z 5.5 1万 分 1

電 い イ ン 光 透

z~6 い 1000 分 1

0.1 跳 中 性 水 素 増 え イ

ン 光 吸 い う う 状 態

い わ 6

(5)

図5 ラ イ ン α 光 透 過 率 Songaila 2004 赤 方 偏 移 5 手 前 大 部 分 透 過 し い

水 素 電 離 し い 6 い ほ 透 過 し い い 中 性 水 素 増 え い

図6 GPテ ト 見 積 っ 中 性 水 素 割

合 Fan et al. 2006

性 あ 必 要 い イ ン 光 わ わ

届 イ ン 光 対 光

学 的 厚 1 大 程 度 量 あ

い い

2.2 3K宇 宙 背 景 放 射 偏 光

宇 再 電 観 測 的 証 多 々 あ

う 一 大 証 3K宇 背 景 放 射 偏

光 得 い 挫

昔 電 磁 波 偏 光 鬼 門 他 鬼 門

論 文 う

頭 入 い 詳 紹 介

断 念 い 非 常 大 言 え 以

う 思 う

ン 火 玉 宇 残 照 あ 3K 宇

背 景 放 射 い 述

発 生 時 数 千 度 純 粋 黒 体 放 射

宇 膨 張 温 度

現 在 約 3K イ 波 放 射 宇 全

体 満 い 発 生 時

ン 物 質 ム ム 方 向

わ ゆ 異 方 性 あ 知

晴 日 陽 見

う 宇 完 全 透 明 考 え 話

宇 銀 河 間 空 間 完 全

晴 い わ い 宇 開

闢 後 40万 年 い 発 生 3K光

子 後 137億光 年

宇 空 間 旅 あ 春 霞

あ 陽 煙 見 え う 銀 河 間

空 間 存 在 3K

宇 背 景 放 射 影 響 受

想 像 い

え 本 論 関 係 い い や 書

い 深 い 関 係 あ 名

銀 河 団

チ 効 果 Sunyaev-Zeldovich effect あ

3K 宇 背 景 放 射 光 子 銀 河 団 通

抜 銀 河 団 中 高 温 満

い 高 温 影 響 受

具 体 的 高 温 中 電 子

3K 光 子 逆 コ ン ン 散 乱 受 長 波

長 領 域 光 子 ネ ー 短 波 長

領 域 移 結 果 銀 河 団 方 向

3K 宇 背 景 放 射 長 波 長 領

域 イ ー- ー ン 領 域 3K 宇 背 景 放

射 場 合 波 長 1mm 以 い 銀 河

(6)

現 象 旧 連 理 論 家

チ 理 論 的 予 測 い

実 際 観 測 裏 付 い 7

図7 銀 河 団RX J1347-1145周 辺 3K 宇 宙 背 景 放 射 電 波 強 度 分 布

白 抜 等 高 線 X線 強 度 分 布 銀 河 団 含 ま 高 温 ガ 分 布 反映 し い 銀河 団 方 向 3K 電 波 強度 弱 ま っ い こ

明 瞭 見 取 画 像 提 供:松 尾 宏 粟 野 諭 美 ほ 宇 宙 ペ ト ル博 物 館

宇 再 電 場 合 う い う 宇

中 性 状 態 地 球 大 気 電 波 対 透

明 う 3K 光 子 影 響 受 い

宇 再 電 自 由 電 子 生

自 由 電 子 3K 光 子 衝 突 影 響 え

銀 河 団

チ 効 果 実 銀 河 団 高 温

中 含 自 由 電 子 影 響 え

あ 銀 河 団 場 合 高 温 温 度

非 常 高 い 自 由 電 子 ネ ー

高 3K光 子 衝 突 叩 3K光 子

ネ ー 変 え い 大 影 響

え ネ ー 交 換 い 衝 突

逆 コ ン ン 散 乱 inverse Compton

scattering 呼 い

一 方 宇 再 電 生 自 由 電 子 ネ

ー 高 い 3K 光

子 衝 突 ネ ー 変 え

い 3K 宇 背 景 放 射

変 わ い

う ネ ー 衝 突 ム ン 散 乱

Thomson scattering 呼

何 起 い わ

ム ン 散 乱 3K 光 子 偏 光 状 態 影

響 あ 具 体 的 い わ

明 窮 わ 水 面 射

光 偏 光 イ 板 回 見

え 方 違 う 青 空 イ ー 散 乱 光 偏 光

う 類 起 う

い い

あ WMAP衛 得 3K

宇 背 景 放 射 詳 細 ー タ い 偏 光

調 結 果 赤 方 偏 移 z~11み3 い

電 い わ

や 他 証 現 在 宇

再 電 z~14 い 始 全 体

透 終 わ z~6 い 8 い

考 え い

~ ~

文 献

[1]Fan, X. et al. 2006 AJ, in press (astro-ph/0512082).

[2]Fan, X., Carilli, C. L., Keating, B. 2006

ARA&Ap, 44, 415.

[3]Loeb, A. 2007 astro-ph 0711.3463v1. [4] Songalia, A. 2004 AJ, 127, 2598.

図 3  SDSS ー サ ー 1044 0125 赤 方 偏 移 z =5.80 可 視 域 赤 外 ペ ト ル  ラ イ ン α 線 静 止 系 紫外 線 領 域 大 赤 方 偏 移 波 長 7 倍 い 延 び 赤 外 線 っ い 出 典 :http://www.ast.cam.ac.uk/~regan/  reion.gif 823nm い 中 縦 線 ー サ ー 発 823nm 波 線 中 心 少 左 広 強 い 輝 線 イ ン 輝 線 左 側 わ 短 波 長 側 抉 い 明 瞭 あ イ ン 吸 a

参照

関連したドキュメント

宵祭りの日は、夕方 6 時頃から家々はヨバレの客とそのもてなしで賑わう。神事は夜 10 時頃か ら始まり、

本稿では , これらを , それぞれ Frobenius 的大域的実化テータフロベニオ イド (Frobenius-like global realified theta Frobenioid), Frobenius 的大域的実化

特に, “宇宙際 Teichm¨ uller 理論において遠 アーベル幾何学がどのような形で用いられるか ”, “ ある Diophantus 幾何学的帰結を得る

性別・子供の有無別の年代別週当たり勤務時間

前回パンダ基地を訪れた時と変わらず、パンダの可愛らしい姿、ありのままの姿に癒されまし

(1) 再エネおあずかりプラン[時間帯別電灯(夜間 8

※2 、再エネおあずかりプラン[スマートライフプラン] ※2 、再エネおあずかりプラン[時間帯別電灯(夜間8 時間型)] ※2

第2期および第3期の法規部時代lこ至って日米問の時間的・空間的な隔りIま