銀河の衝突がアンドロメダに腕を与えた
シミュレーションから銀河が伴銀河と衝突して渦巻構造を得たことが分かった。
Katia Moskvitch, 03 June 2014

アンドロメダはどうやって渦状腕を得たか（動画）
https://www.youtube.com/watch?v=TBnd0hXGges



アンドロメダ銀河はその奇妙なリング状の渦状腕をおよそ9億年前に矮小銀河との衝突で得たことがコンピュータシミュレーションで分かった。この知見は我々の天の川銀河を始めとする渦巻銀河がどうやって形成されるのかを天文学者が理解する助けになるだろう。
伴銀河との衝突は「よくあるできごと」だからだ、とハーヴァード大学（マサチューセッツ州ケンブリッジ）の天体物理学者で研究の共著者のアヴィ・ローブ（Avi Loeb）は話した。

アンドロメダはメシエ31（M31）とも呼ばれ、距離780キロパーセク（250万光年）と、天の川銀河に極めて近い大型の隣人銀河である。長年、天文学者たちはその異常な構造の説明を試みてきた。望遠鏡画像はその渦巻き形がいくつかの同心リングに見えるものを含むことを示している。もっとも有名な仮説はリングに見えるものが、中心に超大質量ブラックホールを持つ矮小銀河であるメシエ32（M32）が何億年も前にアンドロメダへと衝突したときに形成されたと推測していた。

M32は現在巨大な相方の内側にあり「アンドロメダの顔のしみのよう」だとローブは話した。

衝突前、アンドロメダは円盤銀河（腕のない銀河）だったと考えられている。「衝突は石が水面を打つように、波を生じさせた」、ただしその効果は直接の衝突でなく重力に媒介された、とローブは話した。この波がアンドロメダの渦状腕となった。

◆到来！

2006年にウィトワーテルスラント大学（南アフリカ、ヨハネスブルク）のデイヴィド・ブロック（David Block）らが発表した、以前の衝突のコンピュータシミュレーションはM32がアンドロメダの中心付近に飛び込んだと仮定していた。しかしそれは銀河の遭遇としてきわめてありそうにない軌道だ、とローブは話した。「そのようなくどい軌道にある相方の矮小銀河は他の伴銀河によって中心からキックされることが多いからだ」

彼の共著者でメリーランド大学（カレッジパーク）の天文学者の、ローラ・ブレカ（Laura Blecha）は「ダーツボードのブルズアイに当てるのがダーツボードの他の場所に当てるよりはるかに難しいのと同じ理由、つまり非常に小さなターゲットなので」そのような衝突はありそうにないとつけ加えた。

ブロックらのシミュレーションはアンドロメダのリングが実際は同心リングであって渦状腕ではないことも示していた。

アンドロメダは渦状腕でなくリング状構造を持つように見えるが、シミュレーションはこれが遠近感のトリックにすぎないことを示唆している。
http://www.nature.com/polopoly_fs/7.17651.1401796771!/image/ssc2005-20a1_1400pix.jpg_gen/derivatives/fullsize/ssc2005-20a1_1400pix.jpg

新しい研究の中で、ローブ、ブレカ、そしてハーヴァードの天体物理学者マリオン・ディエリクス（Marion Dierickx）の3人は、アンドロメダの中心付近でなく、円盤の外縁を横切るM32をシミュレートした。彼らの論文は先月arXivオンラインリポジトリに投稿され、「Astrophysical Journal Letters」に掲載されることになっている。

>>2以降につづく

ソース：Nature News（03 June 2014）
Galactic collision gave Andromeda its arms
http://www.nature.com/news/galactic-collision-gave-andromeda-its-arms-1.15329

原論文：arXiv/Astrophysical Journal Letters
Marion Dierickx, Laura Blecha, Abraham Loeb, 2014. Signatures of the M31-M32 Galactic Collision
http://arxiv.org/abs/1405.3990

【6月6日 AFP】月は原始地球が他の天体と衝突した際に形成されたとする説を裏付ける新たな証拠が、1960～70年代に採集された月の岩石サンプルによって示されたとの研究論文が、5日に米科学誌サイエンスで発表された。

月の形成については、約45億年前に誕生初期の地球と「テイア（Theia）」と呼ばれる惑星体の衝突によるものとする「巨大衝突（Giant Impact）説」が提唱されている。

大半の専門家らはこの巨大衝突説を支持しているが、このような衝突が起きたことを確認する唯一の方法は、酸素、チタン、ケイ素などの元素の同位体比率を調べることだという。

隕石（いんせき）によって地球に運ばれた月の岩石サンプルを調査したこれまでの研究では、地球と月の構成物質の組成が非常に良く似ていることが判明していた。

だが今回の論文を発表したドイツのゲオルグ・アウグスト大学ゲッティンゲンなどの研究チームは、米航空宇宙局（NASA）の有人月探査ミッション「アポロ計画」のアポロ11号、12号、16号で月の表面から採集された岩石サンプルと最新の科学技術を用いて、新たな証拠を発見した。 （c）AFP

続きはソースで

http://www.afpbb.com/articles/-/3016944

論文 "Identification of the giant impactor Theia in lunar rocks" Science 6 June 2014
DOI: 10.1126/science.1251117
http://www.sciencemag.org/content/344/6188/1146.abstract

火星の衛星フォボスの溝はどのようにできたのか
Joseph Castro, May 21, 2014 11:48pm ET

NASAのマーズ・リコネサンス・オービターが約6,800kmの距離から撮影したフォボス。
http://i.space.com/images/i/000/027/358/i02/PHOBOS_PSP_007769_9010_IRB.jpg

何十億年も前、火星はたくさんの巨大衝突に見舞われ、その余波が最終的に赤い惑星の小さな衛星の一つである、フォボスの表面に傷をつけた、と研究者たちは話した。

1976年、NASAのバイキング周回衛星からの画像によって、フォボスの表面が多数の平行した、チャネル状の溝で覆われていることが明らかになった。何年にもわたって研究者たちはこの奇妙な特徴を説明するたくさんの仮説を出してきたが、フォボスの溝の起源はまだ激しい議論の中にある。

新しい研究で、二人の研究者は複数の主要な仮説について証拠を検討し、筋が通っているのは一つだけだと結論づけた。その仮説によると、溝は二次的衝突、つまり火星への衝突がその衛星に撒き散らした物質の着地点の連なりである。

欧州宇宙機関のマーズ・エクスプレス・オービターからの新しいデータと画像を使って、科学者たちはこれまでよりはるかに詳細な溝のマッピングもした。フォボスの溝の全てを形成するのに必要な火星物質の量を計算して、それが火星のクレーターからの噴出物の全量より2桁のオーダーで少ないことを示した。

「すべてがこの仮説に合う」とオープン大学（英国）の惑星科学者で新しい研究の筆頭著者の、ジョン・マレイ（John Murray）は話した。研究は4月に「Planetary and SpaceScience」誌に発表された。「溝を作った噴出物を火星［の起源領域］まで追跡することさえできた」

◆謎めいた起源
ほとんどの科学者は、火星のちっぽけな2つの衛星、フォボスとダイモスはかつて小惑星だったものが火星の重力によって捕らえられたと考えている。フォボスは幅22 kmで、ダイモスは直径がたった12.4 kmだ。

フォボスにある30億年前の溝はいくつかの「ファミリー」へと分けることができ、それぞれの溝は同じファミリーに属する他の溝と溝平面が平行に走っている、とマレイはSpece.comに語った。

溝の幅は、23 mから475 mまでと変異幅が大きい。同様に長さの範囲も非常に大きい。
少なくとも1つの溝は途切れることなく30 kmも伸びているが、他のものは長さ1.6 kmを少し上回るにすぎない。

これらのチャネルはフォボスのほぼ全表面を覆っているが、火星の反対側を向く半球の比較的狭い領域だけにはない、とマレイは話した。（フォボスは潮汐的に火星とロックされている、つまり衛星の一方が常に火星と向き合う。）

これまでに、一部の科学者たちはこれらの溝が、潮汐力、フォボスの巨大なスティックニー・クレーターを作った衝突、あるいは他の原因が起こした、割れ目だと推測していた。

「一般的に受け入れられた考えや多くの賛同を得た考えもなかった」とマレイは話した。
溝の起源についてのすべての割れ目仮説にはいくつかの問題があった、と彼は続けた。
たとえば、それぞれのファミリーに属する溝のほぼ完全な配列は、太陽系にある他の割れ目原とは合わない。　（>>2以降につづく）

ソース：Space.com（May 21, 2014）
How the Mars Moon Phobos Got Its Grooves（ソースに動画あり）
http://www.space.com/25971-mars-moon-phobos-grooves-origin.html

原論文：Planetary and Space Science
Character and origin of Phobos’ grooves
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0032063314000592

1934年、物理学者のグレゴリー・ブライトとジョン・ホイーラーは、2つの光子を衝突させることによって
電子と陽電子を1個ずつ生成できることを理論的に予言した。この理論は物理学者たちの間で正しいと認められたが、実際に光（光子）を物質（電子と陽電子）に変えるには超高エネルギーの粒子が必要となるため、ブライト-ホイーラー理論を実験的に確かめることは不可能であると考えられてきた。

しかし今回、インペリアル・カレッジ・ロンドン（ICL）の研究チームは、既存の技術を使って実際にこのプロセスを実証できる方法があることを発見した。

実験方法は大きく2つの段階に分かれる。
第1段階では、極めて高強度のレーザーを使って、電子を光速近くまで加速する。
この電子を金の平板に打ち込むことで、可視光の10億倍のエネルギーレベルを持つ光子ビームを生成する。

第2段階では、金で作られた微小な空洞を利用する。空洞の内部表面に高エネルギーレーザーを打ち込むことで、光を発する熱放射場を生成する。これは恒星が光を放射するのと似ている。
この状態で、第1段階で生成した光子ビームを空洞の中心に向けて照射すると、2つの光源からの光子が衝突し、電子と陽電子が生成される。生成した電子と陽電子が空洞を出ていくところを検出する。

この実験方法は、核融合分野の研究手法をブライト-ホイーラー理論に応用するもの。
マックス・プランク研究所の核物理学者がICLを訪れた際のディスカッションがきっかけとなり見つかったという。

実験で再現されるのは、宇宙の始まりの最初の100秒における重要なプロセスであるという。このプロセスは、宇宙における最大規模の爆発であり物理学上の最大の謎の1つでもあるガンマ線バーストでも見られるものである。

光と物質との相互作用に関しては、アインシュタインの光電効果（1887年）やディラックの対消滅（1934年）など、これまで6つの発見に対してノーベル賞が与えられている。ブライト-ホイーラー理論が実証されれば、光と物質の相互作用を説明する7番目の発見になるといわれている。

ICLのプレスリリース（超訳：野良ハムスター★）
http://www3.imperial.ac.uk/newsandeventspggrp/imperialcollege/newssummary/news_16-5-2014-15-32-44
論文 "A photon-photon collider in a vacuum hohlraum"
http://www.nature.com/nphoton/journal/vaop/ncurrent/full/nphoton.2014.95.html