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京都大学 宇宙物理学教室
佐々木貴教
地球以外にも生命を宿す
惑星は存在するのか?
今日お話しすること
❖ 太陽系外惑星の発見の歴史

 科学における「新発見」はいかにして起こるのか?
❖ 太陽系外惑星の観測手法

 他の星の周りを回る惑星の見つけ方・調べ方
❖ 天の川に浮かぶ「地球たち」

 驚愕の観測事実;宇宙は地球であふ...
太陽系外惑星の発見の歴史
太陽系外惑星
太陽系:太陽を中心とする我々の住む惑星系
    (水・金・地・火・木・土・天・海)
太陽系外惑星:太陽以外の恒星の周りを回る惑星系
1940∼60年代:
 白鳥座61番星のまわりに惑星発見?
 バーナード星のまわりに2つの惑星発見?
1995年2月:論文「太陽系は特殊で奇跡的な惑星系である」
1993年:
 ニュージーランドの観測チーム「惑星は検出できなかった」
1995年...
Mayor & Queloz (スイスの観測チーム)
ペガサス座51番星の周りに Hot Jupiter が存在!
1995年10月
人類初の太陽系外惑星検出
太陽系外惑星が続々と見つかる
発見年
発見数
太陽系外惑星の観測手法
暗すぎる惑星、明るすぎる中心星
←惑星中心星→
暗すぎる惑星、明るすぎる中心星
←惑星中心星→
恒星が観測者に近づいたり
遠ざかったりする
 → ドップラー効果 により星の色が周期的に変化
ドップラー効果の大きさから惑星の重さが求まる
間接法1:視線速度法
恒星は惑星の重力によって
ほんの少しだけ 揺らされる
46
1995
この後最も多くの系外惑星が
本手法で発見されている
51 Pegasi b
1995年 初めての系外惑星発見
惑星が恒星の前を通過する際に明るさが変化する
 → 周期的な明るさの変化を観測
惑星のサイズが求まる → 惑星の密度が求まる
分光観測から惑星の大気成分や温度分布も求まる
間接法2:トランジット法
HD 209458b
初めてトランジットが観測
された系外惑星
初めて大気成分が観測された
 下層部:ナトリウム
 上層部:水素・炭素・酸素
表面温度も観測:約1200℃
さらにその後の観測で
 水・メタン・二酸化炭素の
 存在も確認された
惑星と恒星の光を分離し、惑星の姿を直接見る
コロナグラフ:明るい恒星の部分だけを隠す
は約100億倍に
長波長では惑星
の明るさの比は
でも約1000万倍
 地上観測の最
らぎが起こすか
る望遠鏡などの
望遠鏡では、大
正する補償光学
ロナグラ...
HR 8799
直接撮像成功!
GJ 758
天の川に浮かぶ「地球たち」
ケプラー宇宙望遠鏡
2009年3月に打ち上げ
トランジット観測により主に系外地球型惑星を探索
宇宙は地球であふれてる!
地球サイズ
スーパーアースサイズ
海王星サイズ
木星サイズ
それ以上
(c) NASA/Kepler
宇宙は地球であふれてる!
(c) NASA/Kepler
「第二の地球」の発見へ向けて
水が液体で
存在できる領域
太陽系外惑星に生命は存在するか?
ハビタブル・プラネット
ハビタブル・ゾーン
そしてついに Earth 2.0 が発見される
(c) NASA
[2014年4月17日]
バイオマーカー(生物存在の証拠)
生物活動によって作られたと考えられる物質
(酸素、オゾン、植物の葉緑体、核爆発、、、)
大気にオゾンの吸収線を検出
      ↓
下層大気に大量の酸素が存在
      ↓
光合成を行う生命が存在!?
系外地...
「第二の地球」の発見へ向けて
「第二の地球」の発見へ向けて
・1995年 巨大ガス惑星の発見
・2002年 惑星大気の観測
・2005年 惑星赤外線輻射(惑星の温度)の検出
・2007年 Super-Earth系の発見
・2008年 惑星(巨大ガス惑星)の直接撮像
・201...
フェルミのパラドックス
エンリコ・フェルミ
(1901-1954)
Where are they?
地球に似た惑星は恒星系の中で
典型的に形成されうる
= 地球外文明はたくさんある?
これまで地球外文明との接触の
証拠は皆無である
= 地球外文...
Sasaki Takanori Online: http://sasakitakanori.com
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  1. 1. 京都大学 宇宙物理学教室 佐々木貴教 地球以外にも生命を宿す 惑星は存在するのか?
  2. 2. 今日お話しすること ❖ 太陽系外惑星の発見の歴史
  科学における「新発見」はいかにして起こるのか? ❖ 太陽系外惑星の観測手法
  他の星の周りを回る惑星の見つけ方・調べ方 ❖ 天の川に浮かぶ「地球たち」
  驚愕の観測事実;宇宙は地球であふれてる!? ❖ 「第二の地球」の発見へ向けて
  20xx年に人類の宇宙観・生命観の大変革が起きる!
  3. 3. 太陽系外惑星の発見の歴史
  4. 4. 太陽系外惑星 太陽系:太陽を中心とする我々の住む惑星系     (水・金・地・火・木・土・天・海) 太陽系外惑星:太陽以外の恒星の周りを回る惑星系
  5. 5. 1940∼60年代:  白鳥座61番星のまわりに惑星発見?  バーナード星のまわりに2つの惑星発見? 1995年2月:論文「太陽系は特殊で奇跡的な惑星系である」 1993年:  ニュージーランドの観測チーム「惑星は検出できなかった」 1995年8月:論文「太陽系以外に惑星は存在せず」 → 間違い    → 間違い 太陽系外惑星が見つからない 1989年:  アメリカの観測チーム「惑星は検出できなかった」
  6. 6. Mayor & Queloz (スイスの観測チーム) ペガサス座51番星の周りに Hot Jupiter が存在! 1995年10月 人類初の太陽系外惑星検出
  7. 7. 太陽系外惑星が続々と見つかる 発見年 発見数
  8. 8. 太陽系外惑星の観測手法
  9. 9. 暗すぎる惑星、明るすぎる中心星 ←惑星中心星→
  10. 10. 暗すぎる惑星、明るすぎる中心星 ←惑星中心星→
  11. 11. 恒星が観測者に近づいたり 遠ざかったりする  → ドップラー効果 により星の色が周期的に変化 ドップラー効果の大きさから惑星の重さが求まる 間接法1:視線速度法 恒星は惑星の重力によって ほんの少しだけ 揺らされる
  12. 12. 46 1995 この後最も多くの系外惑星が 本手法で発見されている 51 Pegasi b 1995年 初めての系外惑星発見
  13. 13. 惑星が恒星の前を通過する際に明るさが変化する  → 周期的な明るさの変化を観測 惑星のサイズが求まる → 惑星の密度が求まる 分光観測から惑星の大気成分や温度分布も求まる 間接法2:トランジット法
  14. 14. HD 209458b 初めてトランジットが観測 された系外惑星 初めて大気成分が観測された  下層部:ナトリウム  上層部:水素・炭素・酸素 表面温度も観測:約1200℃ さらにその後の観測で  水・メタン・二酸化炭素の  存在も確認された
  15. 15. 惑星と恒星の光を分離し、惑星の姿を直接見る コロナグラフ:明るい恒星の部分だけを隠す は約100億倍に 長波長では惑星 の明るさの比は でも約1000万倍  地上観測の最 らぎが起こすか る望遠鏡などの 望遠鏡では、大 正する補償光学 ロナグラフなどを 天体 ナトリウム層 高度 大気揺らぎ 補正された コロナグラフなし コロナグラフあり レーザー 直接撮像 恒星が明るすぎて、そばにいる惑星が見えない (例:太陽は木星の20億倍も明るい)
  16. 16. HR 8799 直接撮像成功! GJ 758
  17. 17. 天の川に浮かぶ「地球たち」
  18. 18. ケプラー宇宙望遠鏡 2009年3月に打ち上げ トランジット観測により主に系外地球型惑星を探索
  19. 19. 宇宙は地球であふれてる! 地球サイズ スーパーアースサイズ 海王星サイズ 木星サイズ それ以上 (c) NASA/Kepler
  20. 20. 宇宙は地球であふれてる! (c) NASA/Kepler
  21. 21. 「第二の地球」の発見へ向けて
  22. 22. 水が液体で 存在できる領域 太陽系外惑星に生命は存在するか? ハビタブル・プラネット ハビタブル・ゾーン
  23. 23. そしてついに Earth 2.0 が発見される (c) NASA [2014年4月17日]
  24. 24. バイオマーカー(生物存在の証拠) 生物活動によって作られたと考えられる物質 (酸素、オゾン、植物の葉緑体、核爆発、、、) 大気にオゾンの吸収線を検出       ↓ 下層大気に大量の酸素が存在       ↓ 光合成を行う生命が存在!? 系外地球型惑星の超精密測光 超精密分光観測が必要
  25. 25. 「第二の地球」の発見へ向けて
  26. 26. 「第二の地球」の発見へ向けて ・1995年 巨大ガス惑星の発見 ・2002年 惑星大気の観測 ・2005年 惑星赤外線輻射(惑星の温度)の検出 ・2007年 Super-Earth系の発見 ・2008年 惑星(巨大ガス惑星)の直接撮像 ・2010年 地球型惑星の発見 ・2014年 Earth 2.0 の発見 ・20xx年 地球型惑星の直接検出 ・20xx年 地球型惑星の大気・バイオマーカー同定 ・20xx年 地球外生命の発見!
  27. 27. フェルミのパラドックス エンリコ・フェルミ (1901-1954) Where are they? 地球に似た惑星は恒星系の中で 典型的に形成されうる = 地球外文明はたくさんある? これまで地球外文明との接触の 証拠は皆無である = 地球外文明は存在しない? 天文学・生物学・数学・宇宙生物学等を巻き込む議論
  28. 28. Sasaki Takanori Online: http://sasakitakanori.com

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