をんが 銀河系と銀河 なつよる うえかいがんそら 夏の夜、空気のすんだ山の上や海涬で空を見上げると、夜空を てんくうおび あまがわ 北から南に横切って白くかがやく天空の帯「天の川」を見ること おびしつ ぎんが ほしほし ができます。この帯は実はわたしたちの銀河系の星々です。銀河 ちゅうしんふきん えんはん かたち 系は中心付近がふくらんだ円盤のような形をしており、そのなか ほしかすすうせんおく にある星の数は数千億個ともいわれています。わたしたちの住む たいようけいぎんがけい ちゅうしん 太陽系は銀河系の中心から 2 万 8000 晃年くらいはなれた円盤のう えんはん えんばん すい部分にあります。そのため、円盤を真横から見たときと同じ えんばん ほしほしおび ように、わたしたちには円盤のなかにある無数の星々が帯のよう あまがわ ぎんがけい な天の川となって見えるのです。そこでわたしたちの銀河系は「天 がわぎんが の川銀河」ともよばれています。 夫の川と銀河系 ) くうき よぞら みなみ ぎんがけい きんがけいきんがけいえんはん ぶぶん 會赤外線で見た銀河系銀河系の円盤 ( 黄と赤の部分 ) がはっきりわかり えんはんせきがいせん ます。これは円盤に赤外線でよく見えるガスやちりが多くあるからです。 1 14 わたしたちの太陽系は約 2 億 5000 万年もの時間をかけて河系の十心 ( 天の川のいて産の方向 ) のまわりを 1 周します。 けい おな ぶぶん せきがいせん

がわ 0 天の川の見え方 上の写真の右端 A 、 C が下の写真の左端 B 、 D につながります。 の が少ない 見える あまがわ 天の川 ほしかす 見える星の数カ い ぎんがけい、、 . えんはん 銀河系の円盤 きんがけい ちめうしん 銀河系の中心 - 事 - たいようけい たいようけいをんがけい えんばん 太陽系は銀河系のうすい円盤のなかにあります。そのため、わた きんがけい えんはんまよこ したちが銀河系を見るときには円盤を真横からながめることになり、 えんばん ほしほしかさ しろおび 円盤のなかの星々が重なり合って白い帯のように見えるのです。 あまがわ しやしんきたはんきう がわみなみはんき 0 う ←↓天の川のバノラマ写真北半球で見える天の川と南半球で見える天の がわ きんがけい えんはん 川をつないでつくった、銀河系の円盤を 360 度見まわすノヾノラマ写真です。 したしやしんひたリがわ きんがけい ち 0 うしん 下の写真の左側のややあつい部分 ( いて座の方向 ) が銀河系の中心です。 天の川以外にも覆空には篁々がちりばめられています。それらも河系の星々ですが、太朝系から比較的近いためにさまざまな方向にあるように見えます。 1 1 5

銀河系と銀河 をんがけいきんが 銀向索の構造 きんがけい すがた わたしたちの銀河系の姿を知ることは容易 ではありません。というのも、わたしたち自 きんがけい 身が銀河系の内部にいるからです。しかし、 ぎんがけいせんたい さまさまな観測によって少しすっ銀河系全体 すがた の姿がわかってきました。それによると、銀 がけい うすま きんが ち幸うしん 河系は渦をまく腕をもつ渦巻き銀河で、中心 えんばんかたち がふくらんだ円盤の形をしています。このふ ふふん ちょっけいやく くらんだ部分は「バルジ」とよばれ、直径約 1 万 8000 光年、厚さ約 1 万 5000 光年です。 ふふん バルシを取りまく腕の部分を「銀河円盤」と きんがえんばんちょっけいやく いいます。銀河円盤の直径は約 10 万光年です あっ が、厚さはわすか 2000 晃年 ( 太陽付近 ) ほ えんはんそとかわ どしかありません。さらに円盤の外側を「ハ きゅうしよう ちょっけい ロー」が球状に取リまいており、その直径は まんこうねん 25 万光年にもたっします。 ノ、ロー ないふ うて きうしようせいだん 球状星団 こうねん ぎんがえんばん こうねんあつやく うで まんこうねん たいようふきん きんがけい 銀河系 きんが エム ↓アンドロメダ銀河 ( M31 ) 銀河 ぎんが おな うすま 系もこの銀河と同しような渦巻き銀 河だと考えられています。 ぎんが けい かんが きんがけいせんたい 0 銀河系全体の姿 ひかくてきふるほしほしみつし 0 う ち 0 うしんぶ 銀河系のバルジには比較的古い星々が密集しており、その中心部で は星がさかんに生まれていると考えられています。バルジを取りまく きんがえんはん 銀河円盤にはガスやちりが多く、たくさんのわかい星が見られます。 えんばんそとがわ ほしほし としお 円盤の外側のハローにはバルジの星々よりさらに年老いた星々の集団 き 0 うしようせいだん こうおん である球状星団と、高温のガスがあります。 、ハロ ーのさらに側にも光では見えない物質があると考えられています。この部分もふくめると河系は直径万光犖にもなります。 1 16 すがた ぎんがけい かんが おお しゅうだん ほしほし

太陽 わくせい まれたばかリの惑星 たいよう - くもち 0 うおうめんちか ぶっしつあっ し 0 うへんえんばんしよう 3 周辺の円盤状の雲の中央の面近くに物質が集まり、 びわく替い・ てんたい . 商つかり合って小さな天体 ( 微惑星 ) となり、それがま たぶつかり合体し、やがて惑星が生まれました。 わくせい かったい ハレー彗星の ハレー彗星 つよ けんさい えんはんない 4 円盤内にのこったガスは、現在よりもはるかに強い 太陽からのエネルギーの風 ( 太陽風 ) によってふきとば びわくせい し嗜うへん しうぶんせいちょう され、周辺にはまだ十分に成長しない微惑星の群れであ かぜたいようふう たいよう る太陽系外縁天体がのこりました。 たいようけいがいえんてんたい 軌道 きどう とせい 土星 たいよう こうどうめん 黄道面 たいよう 太陽 かせい 火星 もくせい 木星 (AU) ちき 0 う、 地球 水星 すいせい すいせい 、ケレス 金星 きんせい いようけいがいえんてんたい 太陽系外縁天体 0 太陽系天体の公転道 すいせい どせい 土星 太陽 たいよう ケレスー てんのうせい 天王星 もくせい 木星 かいおうせい 海王星 めいおうせい 冥王星 (AIJ) こうどうめん 黄道面 工リス・ えんけいちか わくせい 太陽を中心にして、 8 つの惑星がほほ円形に近い めいおう じ 0 んわくせい こうてん 橋円軌道で公転しています。準惑星のなかでも冥王 おお こうどうめんたい 星とエリスは、黄道面に対して大きくかたむいてい ます。 きどうたいようけいはつ ! よくはっこう たいようけいてんたい 會太陽系天体の軌道太陽系を北極の方向から見 じ◆んわくせい わくせい たところで、 8 つの惑星、 3 つの準惑星、ハレー彗星 の軌道が描いてあります。傾きの大きな軌道は、黄 どうめん 道面より向こう側が破線で表してあります。スケー ルの A U ( 天文単位 ) は、太陽と地球の距離約 1 億 えが 5000 万を 1 A U とする距離の単位です。 惑星が太陽のまわりをまわることを公転といい、その道筋を軌道といいます。

きんがけいすうせんおく しうだん たいようけい 銀河系は数千億もの星の集団です。わたしたちの太陽系もそ のなかにあります。全体的に見ると、真ん中がふくらんだ円盤 かたち きんがけい の形をしています。夜空に見える天の川は、 このような銀河系 えんはん うちがわ すがた の円盤を内側から見た姿なのです。円盤のから端までの距離 まんこうねん は 10 万光年もあり、上からみると大きく ) まいています。宇 ちゅう 宙にはこのような渦巻き河のほかに、さまさまな形をした銀 河があリ、それらが集まって集団をつくっています。そして、さ らに大きな構造を見ると、銀河のあるところとないところが、 あわひょうめんくうとう かんけいふんふ ちょうど石けんの泡の表面と空洞のような関係で分布、ていま うち 0 うあわこうぞう す。そのようすから、これを「宇宙の泡構造」とよんでいます。 せんたいてき なか えんはん よそら しゅうたん あっ おお ぎんが ぎんがけい 銀河系 1 2

、一 ) 太殤索外の星 恒星 こうせい わく わたしたちの太陽系では、地球をはじめとする 8 つの惑 じゅんわくせい しようわくせいすいせい たいよう 星と準惑星や小惑星、彗星などが、 1 つの家族のように太陽 たいよういがい のまわりをまわっています。では太陽以外の星々にも惑星 うちゅう はあるのでしようか ? 太陽は宇宙ではごくふつうの星であ たいよう り、太陽ににた星は無数にあります。また、太陽のような星 こうせい ( 恒星 ) が生まれるときには、そのまわリに惑星系も同時に ちゅうしん 生まれることがわかっています。ただ中心にある星にくら わくせい ちい じふん べて惑星がひじように小さく、また自分からほとんど光を かんそく わくせい 出していないために、地球上からの観測によって惑星を見 こんなん きんねんかんそくぎじゅっおお つけることは困難でした。しかし、近年の観測技術の大き しんば ひかくてきちか な進歩により、太陽系に比較的近いところにある星々をま わくせい わっている惑星がいくつも発見されています。 たいようけい せい かぞく わくせい たいよう たいよう むすう わくせいけい ひかり ちきゅうじよう たいようけい はつけん 會ハップル斈宙望遠鏡がおうし座の方角 450 晃年の距離にとらえた たいようけいがいわくせい てんたい しつりようもくせいやくはい 太陽系外の惑星 ( 左下 ) この天体の質量は木星の約 2 倍で、上の ほしれんせい わかい星 ( 連星 ) から投け出されたということです。 ひだリした S ね「 S ね「 會てんびん座の方角 320 光年にある 2 つの星のガス円盤 星を取りまくこの円盤から寔 星が生まれます。 ほうがく えんはん ほし えんはん さべータせいほしたんじよう 會横からとらえたがか座星星が誕生するときにはまわりに惑星 の材料となるガス円盤がつくられることをしめしています。 わくせい えんばん さいリよう えんはんたんめん ガス円盤の断面 ←がか座星を取りまくガスとちりの円盤 0 ちゅうしんぶ かしこうせんさつえい 中心部上は可視光線で撮影、下は着色しマ えんはん つぞう 円盤の構造をわかりやすくしてあります。 ばんちょっけい 盤の直径は 3000 億 km もあります。生まれオ わくせいけい うちがわくうかん はかりの惑星系は内側の空間にあると見らキ ています。 ち・うばうえんきようつか たいようけいがいわくせいかんそく 性能の高いハップル于宙望遠鏡を使っても、今のところ木星より小さい太陽系外の惑星を観測することは困難です。 冥王星の軌道の大きさ めいおうせい きどうおお えんはん したちゃくしよ ( さべータせい 1 1 2 せいのう もくせい いま こんなん

恒星 ー釜ー星の一生 こうせい せいかんふんしうん 星間分子雲 ふゆ は よる たかやま 冬の晴れた夜に高い山から空を見上げると、 むすうはしほし とおむかし 無数の星々がかがやいています。星は遠い昔か ら未来までかわることなくかがやきつづけ、わ えいえんそんさい たしたちの一生から見ると永遠の存在のように おも ほしえいえん 思えます。しかし、どんな星も永遠ではありま うちゅうくうかん せん。星は宇宙空間にひろがるちりやカスの雲 ねつひかり から生まれ、熱と光をはなちながら何億年、あ しかん るいは何十億年もの時間をすごしたのち、最後 たいばくはつ てんたい は大爆発をおこしたり小さくつめたい天体とな いっしよう ったりしてその一生を終えるのです。 みらい いっしよう せいかんふんしうんし、うし◆く 星間分子雲の収縮 くも う なんおくわん あっ けんし ふんし ←ちりや原子、分子が集まってで せいかんふんしうん きたこい星間分子雲があると、物 しつしゅうりよく ちゅうしんあっ 質が重力に引かれて中心に集まり 始めます。 なんしゅうおくねん さい ぶふん みつと 密度の高い部分 せいかんふんしうんせんたい かいてん 星間分子雲は全体として回転し ているので、したいに収縮しなが えんばんしよう ら円盤状になります。 しゅうしゆく ちゅうせいしせい 中性子星 えんはん ガス円盤 プラックホール せいかんふんしうん みつと 星間分子雲のなかには、密度の ぶぶんしよう かいてん 高い部分が生し、回転しながら円 ばんしよう ちゅうしんかく 盤状になり、中心に核ができます。 シェット えんはん えんはんだんめん ←核のまわリにできたガス円盤か なが らは核に向かってガスが流れこみ、 しようげ ひかリそうきよく 核の上下からジェット ( 光と双極 ガス円盤 ぶんしリゆう 分子流 ) をふき出します。これが ほしたまご けんしせい 星の卵、原始星です。 げんしせい ガス円盤の断面 原始星 えんはん けんしせい えんはんちゅうしんふ げんしせい ←ガス円盤の中心部には原始星が ぶっしつ かがやきはしめ、ふリそそぐ物質 せいちょう こうおん によってさらに成長し、高温にな ります。 きんがないぶ くうかん すいそ 銀河の内部の空間にはちりや水素などの原子がかす かにただよっています。場所によってはこれらのほか げんし けっこう ぶんし たいりようあっ きょだい に原子どうしが結合した分子も大量に集まり、巨大な せいかん くもせいかんぶんしうん 星間ガスの雲 ( 星間分子雲 ) をつくっているところが ぶんしうん みつどたか あります。この分子雲のなかに密度の高いところがで しゅうい ぶっしつ きると、そこには重力によって周囲から物質が引きよ 値星の誕 ぶっしつかいてん ち物うしんむ せられます。それらの物質は回転しながら中心に向か あっ けっか ちゅうしんぶ って集まります。その結果、ついに中心部には星のも かくゆうごう すいそ 會原始星の内部で水素の核融合 かいてん えんばん とになる核が生まれ、まわりには回転するガス円盤が 反応が始まると、ついに星 ( 恒 あたら じゅんび できて、新しい星が生まれる準備がととのいます。 星 ) の誕生です。 かくゆうごうはんのう 94 ' 、」核融合反応は、水素のような軽い元素の原子核どう・しが結合して大きなエネルギーを出す現象です。 0 星の誕生 げんし たいよう 太陽の 8 倍以 しつリようはし 上の質量の星 しよう 000 じ 0 うりよく わくせい 惑星 けんしせいないふ はんのうはし たんしよう せい う たいようていと 太陽程度の質量の星

きんかえんばん 0 銀河円盤の構造 ぎんがえんはん 銀河円盤 / ヾルジ たいようけい 太陽系 1 万 5000 晃年 2 万 8000 光年 こうねん 10 万光年 まんこうわん ・、・さ : かはうわ ・・さ功、をようわん たて座 ~ みなみじゅうし座渦状腕 ・リゆうこっ座渦腕・ いて座 さ・ふ・こよ ; あん レようぎ座澱状腕 オリオン座禍状腕 / ヾルジ さかしようわん ベルセウス座渦状腕 きかしようわん おおぎんがえんばんかしこうせん ガスやちりの多い銀河円盤を可視光線で見ることはむずかしいため、 ぎんがえんばんはしほし けっか せきがいせんでんばかんそく おもに赤外線や電波で観測します。その結果、銀河円盤の星々は 4 ~ たいようけい ほんうでかたち 5 本の腕の形にならんでいることがわかりました。わたしたちの太陽系 ざかしようわん も 1 本の腕 ( オリオン座渦状腕 ) のなかにあると見られています。 ほんうで ぎんがけい ・ハーシェルのえがいた銀河系 19 世紀 てんもんがくしや の天文学者ウィリアム・ハーシェルは、 きんが ほしかすかそ はうがく 空のあらゆる方角の星の数を数えて銀河 たいようけいぎんがけい 系の地図をつくり、太陽系は銀河系のほ をんが ち・うしん ほ中心にあると考えました。しかし、 れは見かけ上のものでした。 そら しよう でんはせきがい ち・うしんきんがけい ち・うしんみをしたあか みみん きんがけい 會電波で見た銀河系の中心銀河系の中心 ( 右下の赤い部分 ) を電波や赤外 おお 線で見ると、たいへん大きなエネルギーをはなっていることがわかります。 ク、河系の申心付近のガスの運勗からすると申むには太の 10 億裕の質量が曇ま。ていることになります。巨大なブラックホールがあるのかもしれません。 117 でんば せん

0 銀河中心のプラックホール ほしちょうしんせいばくはつお ブラックホールは巨大な星が超新星爆発を起こ ノたときに生まれるだけではありません。近年、 しつりようたいようなんおくはい ちゅうしん 艮河の中心には質量が太陽の何億倍もある巨大な ブラックホールがひそんでいることがわかってき した。実際ハップル宇宙望遠鏡は、おとめ座銀 ぎんがエヌジ - シ - ち 0 うしん 可団のなかのある銀河 (N G C4261 ) の中心に たいようけい ブラックホールを見つけました。ここでは太陽系 おくばい しつりようあっ はんい 共りせまい範囲に太陽の 1 2 億倍もの質量が集ま おくねん っています。このブラックホールはあと 1 億年ほ えんばんぶっしつ ビでまわりのガス円盤の物質をすべてのみこんで きょだい きんねん きょだい たいよう おお じう おお おもほし 比較をしめしてあります。 ひかく に同じ質量の天体との大きさの おなしつりようてんたい きさにしかなりません。右の図 みきず ールになるとビー玉くらいの大 おお く、たとえば地球がブラックホ ちき 0 う もとの星にくらべて極端に小さ きょ ( たんちい になります。ブラックホールは 密度が無限大のブラックホール みつど むげんだい カ崩壊 ) 、ひじように小さくて りよ ( ほうかい ちい 自分の重力でおしつぶされ ( 重 じぶんじ 0 うりよく ひじように大きくて重い星は ・プラックホールの大きさ・ おお ノまうと見られています。 會白色矮星 はくしょ ( わいせい : ン・ヤ・ぎんが , / . 銀河 きんがちゅうしんきょだい じようけ られ、中心部の上下からはジェットがふき出します。 ちゅうしんぶ わりには直径数百光年のガスなどが渦をまく円盤がつく ちょっけいすうひやくこうねん えんはん うす 會銀河の中心に巨大なプラックホールがあると、そのま プラックホール てんたい ち・うせいしせい 會中性子星 ち一うこうおん ブラックホールにのみこまれると、たとえ地球や太陽のような天体でもばらばらにくだけて超高温になります。 えんばん ガス円盤 きよだい えんばん うち物うほうえんきよう に巨大なプラックホールがかくれています。 4261 中のガス円盤 ( こい部分 ) 中心部 ぶぶん ちゅう ちゅうしんぶ ↓ハップル宇宙望遠鏡が撮影した NGC エヌジ - シー さつえい シェット 會プラックホール 1 1 1

えんはんすがた せいうん ーオリオン星雲のなかのガス円盤の姿 こうねんきょリ 會 1500 光年の距離にあるオリオン星雲のなかの 4 えんはん つのわかい星を取りまくガス円盤ガス円盤からは わくせいたんじよう まもなくいくつかの惑星が誕生するはすです。 せいうん えんはん うち 0 うぶんめい わくせい 宇用に文明をもった惑星はどれくらいあるだろう てんもんがくしゃ アメリカの天文学者フランク・ドレークは、 ぎんがけいぶんめい わくせい わたしたちの銀河系に文明をもつ惑星がいくつ けいさん ほうていしき くらいあるかを計算する式 ( ドレーク方程式 ) かんがだ ぶんめい きじ・んでんば つか を考え出しました。文明の基準は電波などを使 こうしん ぎじ物つ っておたがいに交信できる技術をもっていると いうものです。答えは下の 7 つの項目をかけ合 けっか こうもくせい わせた結果です。しかし、ほとんどの項目は正 ひと 確にはわかっていないので、計算する人によっ ちきゅう て答えが 100 万になったり、 1 ( 地球だけ ) に ほうていしきじゃくてん なったりするところがこの方程式の弱点です。 00 こた こうもく けいさん かく ぎじゅっぷんめい そのような技術文明の へ、きんじゅみ一 均寿命 こうしん 3 うりよく そのなかで交信能力を もちする文明の比率 せ、めいちてき それらの命が知的 しんか ひりつ せいめいたい 生命体まで進化する比率ロ 端う 左よ とし そのなかで生が わくせいひりつ るま 生まれる惑星の比率 せみ わて あ合え かで 3 にたの 。順じ自 をは 目て そのなかでをもっ のつ 7 目 の項 右の 河のなかで一年間に ひりつ こうせ、 恒が生まれる比率 方っ クと きんがけ 1 銀河でわたしたちと こうしんかのうぶんめいかず 交信可能な文明の数 ドす よこむ 會オリオン星雲のなかの横向きのガス円盤を見たと えんはんちゅうしんけんしせい ころ円盤の中心に原始星があり、そのまわりには わくせいたんじよう ヤんが やがて惑星が誕生すると考えられています。 たいようけいがいわくせい かた ・太陽系外の惑星のさがし方・ ちい じぶん ひかりだ 星にくらべてとても小さく自分から光を出さ ない惑星をさがすには特別の観測方法と性能の ぼうえんきようひつよう てんもん ひじようによい望遠鏡が必要です。そこで天文 がくしや 学者は、いろいろなアイディアを考えました。 てまえわくせいつうか ①星の手前を惑星が通過するときにわずかに変 ほしあか わくせい じ・うりくほし 化する星の明るさを調べる、②惑星の重屶で星 ほしひかり がゆれると地球から見たときの星の光の波長が へんか へんか みぎ 変化するので、そのわずかな変化を調べる ( 右 かくじつほうほう の図 ) などです。しかし、もっとも確実な方法 はやはり、斈由望遠鏡のような高い性能の望遠 ちよくせつみ 鏡で直接見つけることです。 えんはん せいうん こうもく ・わくせい 宇宙望遠鏡 赤いほうへすれた光の波長 青いほうへすれた光の波長 かんが はうていしき ドレーク方程式を計算した有名な科學者カール・セーガンは 18 万という答えを出しました。 けいさん ま実なら河系には文明があふれていることになります。 1 13