第4回

中性子星の謎に迫る

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地球にない粒子生成解析

岐阜大でハイパー核の研究に取り組む仲沢さん。光学顕微鏡(手前右)を使って原子核乾板の画像を分析する=稲垣政則撮影
岐阜大でハイパー核の研究に取り組む仲沢さん。光学顕微鏡(手前右)を使って原子核乾板の画像を分析する=稲垣政則撮影

 半径10キロ・メートルほどの大きさながら重さは太陽と同程度以上、角砂糖1個分で10億トンという超高密度の奇妙な天体がある。恒星が進化の果てに到達する最終形態「中性子星」。高速の自転に伴い、規則的に電磁波を発する。この電磁波が初めてキャッチされた当時、「宇宙人のメッセージ」との臆測も呼んだ。1967年の発見から半世紀超。これまでに約2000個が見つかっているが、詳細はわかっていない。

 「自然界で最も密度の高い物質。よく壊れなくて、状態を保っているな」。地上での実験で、その謎解きに挑んでいる岐阜大シニア教授の仲沢和馬さん(64)が、好奇心に満ちたまなざしで語る。中性子星に豊富に存在すると考えられている粒子を含む特殊な構造の原子核「ハイパー核(超原子核)」を、加速器を使って人工的に作り、その性質を調べている。

 青年の頃、「船乗りになりたいと思っていた」。視力の低下で断念し、「もう海を見るのは嫌だから天を見よう」と天文学に志望を切り替えて入った東北大で、宇宙から降り注ぐ素粒子の世界に引かれた。

 目には見えない素粒子に感光する特殊な写真フィルム「原子核乾板」を使って、その飛跡を観測する。同分野で世界を主導していた名古屋大の大学院を経て、29歳だった87年、岐阜大の助教授に就任。ハイパー核研究の道を選び、自ら開拓してきた。

 ハイパー核は、通常の原子核を構成する陽子と中性子に加え、ハイペロンという粒子も含んでいる。寿命が短く、地球上には存在しないこの粒子を、茨城県にある加速器で、ダイヤモンドなどを使って人工的に生成。ハイペロンが原子核に吸収された時の反応を乾板に収め、画像を解析する実験をチームで重ね、色々なハイペロンを含んだハイパー核を次々と発見。その性質を解明してきた。

 近年は、画像解析に人工知能(AI)の「機械学習」を導入し、処理能力が飛躍的に向上した。今後、さらに様々なハイパー核を見つけ、ハイペロンの果たす役割などを解明することが、中性子星の内部構造や宇宙の進化を知る貴重な材料となる。

 「はるかかなたの中性子星や、宇宙の成り立ち・進化の解明に携われることは 醍醐だいご 味」。スケールの大きさにロマンを感じながら、ミクロの世界に迫る。(野村順)

 【中性子星】巨大で重い星が寿命を迎えて爆発し、小さく縮んだ時にできる天体の一つで、中性子が密集している。物質を構成する原子は、原子核とその周囲を回る電子からなり、原子核は陽子と中性子からできている。中性子星では強い重力のため、電子が原子核に押しつけられ、陽子と電子が結びついて中性子に変化する。

古文書をひもとき

「うつろ舟奇談」を伝える「漂流記集」(西尾市岩瀬文庫所蔵)
「うつろ舟奇談」を伝える「漂流記集」(西尾市岩瀬文庫所蔵)
「うつろ舟奇談」に関する自著を手にする田中さん
「うつろ舟奇談」に関する自著を手にする田中さん

 UFO(未確認飛行物体)は存在するのか――。岐阜大では、この宇宙の謎を背景にした、一風変わった研究も行われている。

 江戸後期の1803年、円盤のような形をした横幅5.5メートル、高さ3.3メートルの舟が 常陸国ひたちのくに (茨城県)の海岸に漂着し、中から異様な服装の女性が現れた――。民俗学者の柳田国男も調べた「うつろ舟奇談」といわれる伝説で、日本のUFOファンには知られている。

 「様々な古文書に詳細な記述と絵が残っている実体のあるミステリー」と話すのは、同大名誉教授・田中嘉津夫さん(74)(光情報工学)。科学者の視点から、この奇談を20年超にわたって研究している。

 最初は「外国船の救命ボートが漂着した」と考えたが、記録がない。調べるうちに、インドから舟で漂流してきた「 金色こんじき 姫」が養蚕を伝えたという地元の伝説と関連がありそうだとの仮説にたどりついた。これまでに見つけた奇談の根拠を示す古文書は12種類15編。「UFOの可能性はないが、(下地になる)何かの出来事はあったのだろう」と推測する。

 同大工学部の助手の頃は、宇宙から届く時空のさざ波「重力波」に関連した研究をしていた田中さん。「宇宙は無限で楽しいテーマだけど、このミステリーも奥深く、興味が尽きない」。今後も真相のカギを握る古文書を探し求める。

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2651696 0 私を宇宙に連れてって 2022/01/05 05:00:00 2022/01/05 05:00:00 https://www.yomiuri.co.jp/media/2022/01/20220105-OYTAI50039-T.jpg?type=thumbnail

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