やさしい物理講座ⅴ147「『光の屈折現象』が『重力レンズ』の正体」
光（電磁波）は質量がないので光には慣性力が働かない事は万度も解説してきた。光が電磁波として伝播することは何度も解説した。そして、光が吸収・放出という現象が現れるときはそこには分子・原子などと電場・磁場の作用で光の屈折を起こすことが知られている。
やさしい物理講座ⅴ146「重力は『波』でもなく光速度ｃでも伝播しない」｜tsukasa_tamura
やさしい物理講座ⅴ145「光（電磁波）は重力により赤方偏移を起こさない」｜tsukasa_tamura
やさしい物理講座ⅴ140「『光は重力の影響を受けない』で『一般相対性理論』を論破する」｜tsukasa_tamura
やさしい物理講座ｖ22「放射光と慣性力」｜tsukasa_tamura
重力によって光が曲がる現象を「重力レンズ」と言われているが、光（電磁波）には質量が「０」であり、重力の影響を受けない。重力レンズは、アインシュタインが提唱した一般相対性理論から導かれたものであるが、それが間違った理論であることを幾度も解説してきた。慣性力の働かない質量「０」の光に慣性力という運動を加える（加速）できるかという素朴な疑問に物理学者は答えていない。「一般相対性理論から導かれたもの」というのが現代物理学者の回答であるが、本質を理解していない屋上屋の理論である。
簡単に言うと宇宙は完全な真空ではなく、宇宙間物質（ガス）が存在する。そのガスが重力によりガスの濃淡現象を引き起こしそれが原因で光（電磁波）が物質を透過すると「屈折現象」を引き起こす。その屈折した現象を「重力レンズ」と騒いでいるのである。
貴重な天体映像とコメントには加筆せずにそのまま紹介するが前述したことを念頭に記事を読まれたい。
皇紀2685年1月11日
さいたま市桜区
理論物理研究者 田村 司
報道記事紹介
銀河の形を運命づけた110億年前の転換現象 〜すばる×ハッブル×アルマの最強タッグで完全解剖〜
現在の宇宙にある最重量級の銀河は楕円の形をしていますが、その多くは、かつては私たちが住む天の川銀河のような円盤状の形をして回転していたと考えられています。古代の銀河は、いったいどのようにしてその姿形を変えたのでしょうか？その答えの鍵は銀河の星々の多くが生まれた今から110億年前の宇宙にありました。マックスプランク地球外物理学研究所・国立天文台の但木謙一（ただき けんいち）学振特別研究員と東北大学の児玉忠恭（こだま ただゆき）教授を中心とする国際チームは、従来の定説である『銀河の衝突合体説』に加えて、別の進化経路があったことを示す決定的な証拠を発見しました。世界最高性能の望遠鏡群（すばる望遠鏡、ハッブル宇宙望遠鏡、アルマ望遠鏡）を駆使して、110億光年彼方の銀河の中心部で新たな星が爆発的に生まれていることを突き止めました。この激しい星形成活動により、銀河は合体をしなくても、自らその形を変えることができたのです。
また本研究成果をまとめた論文が、2017年1月に発行された米国の天体物理学専門誌『アストロフィジカル・ジャーナル』と2017年5月に発行された米国の天体物理学専門誌『アストロフィジカル・ジャーナル・レターズ』に掲載されました。
弧状の光は110億光年先の銀河から。ハッブル宇宙望遠鏡がとらえた“サンバースト・アーク”
2019.11.08 11:55
この画像は、ハッブル宇宙望遠鏡が46億光年先の銀河団PSZ1 G311.65-18.48をとらえたものです。中央付近を取り囲むように、光の弧が見えています。これは銀河団の「重力レンズ」によって見えている、約110億光年先にある銀河の姿です。その銀河には、「サンバースト・アーク（Sunburst Arc）」という愛称が付けられています。「Sunburst」とは、雲の間から急に日が射すという意味の言葉です。
重力によって光が曲がる現象を重力レンズといいます。重力レンズは、アインシュタインが提唱した一般相対性理論から導かれたものです。遠方にある天体からの光が、手前にある天体の重力によって曲がり、遠方の天体の姿が大きくゆがんだり、明るくなったりすることがあります。
上の画像では、サンバースト・アーク銀河からの光が、手前の銀河団の重力レンズによって、主に4つ（画像の右上に3つ、左下に1つ）の弧となっているのが見えています。また重力レンズによって、サンバースト・アーク銀河からの光は10～30倍、明るくなっています。重力レンズで拡大されることで、520光年ほどの小さな構造も見えています。
ハッブル宇宙望遠鏡の観測からサンバースト・アーク銀河は、宇宙が誕生してからわずか1億5000万年ほどしか経っていない時代の銀河と似ていることが分かりました。サンバースト・アーク銀河のような天体を研究することは、そのような古い時代の謎の解明にもつながります。
Image Credit: ESA/Hubble, NASA, Rivera-Thorsen et al.
https://www.spacetelescope.org/images/heic1920a/
https://hubblesite.org/contents/media/images/2019/58/4583-Image
淡く青い超新星の輝き ハッブル宇宙望遠鏡が撮影した“ふたご座”の銀河「LEDA 22057」
こちらは「ふたご座（双子座）」の方向約6億5000万光年先の銀河「LEDA 22057」です。ぼんやりと明るい中心部分を取り巻く2本の渦巻腕（渦状腕）によって作り出されたLEDA 22057の形態からは、まるでこちらをじっと見つめる目のような印象を受けます。
ハッブル宇宙望遠鏡が捉えた超新星の輝き
この画像は「ハッブル宇宙望遠鏡（Hubble Space Telescope: HST）」の「広視野カメラ3（WFC3）」で2024年2月に取得したデータを使って作成されました。
LEDA 22057では2024年1月に超新星「SN 2024pi」が見つかっています。発見から1か月半ほど経っているため明るさは数分の1になっていますが、この画像でも銀河中心の右下にある淡く青い点としてSN 2024piが捉えられています。
欧州宇宙機関（ESA）によると、SN 2024piは白色矮星を含む連星が関わるとされる「Ia型超新星」に分類されています。伴星からガスが流れ込むなどして白色矮星の質量が太陽の約1.4倍という一定の値に達した時に起こるとされるIa型超新星は真の明るさがほぼ一定だと考えられており、観測された見かけの明るさと比較して地球からの距離を割り出せることから、宇宙の距離を測定するのに役立つ標準光源のひとつとして利用されています。
ハッブル宇宙望遠鏡、110億年前の超新星爆発を観測
NASAのハッブル宇宙望遠鏡は、110億年前に爆発した超新星を捉えた。
この超新星の光は、巨大な銀河団の重力レンズ効果によってゆがめられ、3つの像に分裂している。
これらの3つの像は、超新星の異なる段階が色の違いに表れている。
アメリカ航空宇宙局（NASA）のハッブル宇宙望遠鏡は、遠くにある星が一生を終えて爆発した後、冷えていく3つの段階を詳細な画像で捉えている。
この星はビッグバンからおよそ28億年後、今から110億年以上前に超新星爆発を起こしており、そのときの激しい光がようやく地球に到達した。宇宙観測の歴史上、これほど古い超新星が詳細に観測されたのは初めてのことだ。
ハッブルは、星が崩壊して激しい爆発で起こって外層がはがれ、その後冷却していく様子を捉えた。超新星爆発の明るさと冷却の速さから、この星は太陽の500倍の質量があると計算された。この研究論文は、2022年11月9日付けで学術誌｢ネイチャー｣に掲載されている。
研究を率いたミネソタ大学物理学・天文学科の助教、パトリック・ケリー（Patrick Kelly）は｢大質量の星のコアが崩壊し、大爆発が起きて高温になり、1週間かけて冷えていく様子を見ることができる｣とNASAのプレスリリースで述べている。
｢これは、私が今までに見た中で最も驚くべきことの1つだと思う｣
超新星の爆発と冷却は、ほんの数時間から数日の間に起こるので、観測できるのはまれなことだ。特に宇宙の初期に発生したとなるとなおさら珍しい。
ゆがんだ時空によって現れた色の異なる超新星
ハッブル望遠鏡は重力レンズ効果を通してこの超新星を発見した。重力レンズとは、銀河団などの巨大な質量によって時空が歪み、その背後にある遠方の天体からの光が曲げられてしまう現象を言う。それによって星の鏡像が我々のもとに届けられるのだ。
今回の超新星の場合、重力レンズ効果によって、同じ超新星の異なる時点における3つの像が撮影された。これは爆発の光が、くじら座の方向にあるAbell 370という巨大な銀河団の重力によって曲げられ、3つの異なる経路をたどっているからだ。それぞれの光は死にゆく星の3つの段階を映し出している。そのため3つの像の色はそれぞれ異なる。超新星の温度は1週間で急激に変わり、爆発直後の極めて高温の段階では青く見え、冷えると赤くなっている。
｢超新星が初期の段階で検出されるのは非常にまれなことだ。その期間は本当に短いからだ｣と論文の筆頭著者でミネソタ大学物理・天文学科の博士研究員であるウェンレイ・チェン（Wenlei Chen）はプレスリリースで述べている。
｢数時間から数日しか続かないので、近くで起こったとしても簡単に見逃してしまう。しかも、我々は1枚の画像から、超新星のさまざまな面を示す一連のイメージを見ることができた｣
ハッブル宇宙望遠鏡が撮影した“くじら座”の棒渦巻銀河「NGC 337」
2024-12-232024-12-23
近年に2回の超新星が観測されたNGC 337
NGC 337では2011年5月に「SN 2011dq」、2014年9月に「SN 2014cx」と呼ばれる超新星が見つかっており、どちらも大質量星が起こすタイプの「II型超新星」だったとみられています。II型超新星は進化した大質量星内部の核融合反応によって鉄のコア（中心核）が生成されるようになった頃、核融合のエネルギーで自重を支えることができなくなったコアが崩壊し、その反動によって恒星の外層が吹き飛ぶことで爆発に至る現象だと考えられています。
NASAのハッブル宇宙望遠鏡が｢3つの銀河の衝突｣を捉えた
NASAの新しい宇宙望遠鏡は、スターバーストと超大質量ブラックホールを研究するために打ち上げられた
超巨大ブラックホールが衝突すると、重力波と呼ばれる時空のさざ波が発生する。研究者たちは、いくつかのブラックホール衝突からそのような波を検出したが、銀河の合体の中心にあるブラックホールからは検出していない。
科学者たちは、宇宙には常に低レベルの重力波が存在し、それは合体している銀河から生じていると考えている。彼らはこの背景ノイズを検出するのに十分な感度の重力波検出器を作るために、現在も研究を続けている。
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