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ダークマター(暗黒物質)


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物理学上はありえないような信号がヨーロッパの欧州宇宙機関(ESA)にて長年検出され続けてきたそうですが、これはなんと史上初のダークマター(暗黒物質)粒子検出の瞬間であった可能性が高まってきており、これが事実ならば太陽核からは暗黒物質が放出されている、ということになります。

暗黒物質は視認不可能な謎めいた物質ですが、宇宙全体の85%を占めるもので、宇宙に関する謎を解き明かすには絶対不可欠な要素です。暗黒物質は宇宙を構成する物質であり、その構造の秩序を保つために必須の物質ですが、これまでの物理学を駆使しても直接検出することができていませんでした。

そんな中、レスター大学の研究チームはESAのX線観測衛星であるXMM-Newtonにて15年間も観測され続けてきた、という奇妙な信号に着目します。その信号というのは、XMM-Newtonが上昇することでX線の強度が約10%高まり、これが観測された際には常に地球の磁場の限界線が太陽に面するように形成される、というものであったそうです。これについてレスター大学の研究チームでリーダーを務めるAndy Read氏は、「宇宙ではX線の強度がいつ検出されても同じ強度であるはずだ」とコメントしており、従来の宇宙に関する認識だとか現在の物理学ではこの現象を説明できないことを明かしています。

現状の理論では説明のつかないX線強度増加現象を解明するため、研究チームは従来の物理学ではなく存在すると「仮定」されている物質、つまりは暗黒物質に目を向けます。暗黒物質にも複数の種類が存在し、これらは素粒子論的見解から「存在するのでは?」と仮定されているものから、天体物理学的見地から存在を仮定する必要があるものまでさまざまです。

そんな暗黒物質の中で、X線強度の変化について説明できそうなものとして、量子色力学上で存在が期待されている素粒子「アクシオン」の存在が挙がります。これは強い磁場とぶつかることでX線に変化する物質と考えられており、太陽核から放出されたアクシオンが地球の磁場と激しくぶつかることでX線に変化し、これによりXMM-NewtonではX線強度が増加したところを検出できたのでは、と研究チームは考えています。なお、研究チームは論文内でも「暗黒物質のひとつであるアクシオンは、太陽核で生成され、地球の磁場とぶつかりX線に変化する」と記述しています。

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検出されている結果は不確かなもので、暗黒物質の存在を証明するためには数年間の調査が必要になる場合もあるそうですが、これが暗黒物質であると確認されれば「宇宙」という巨大な謎についての理解を深める大きな一歩となることは間違いありません。

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