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柏の葉のノーベル賞学者も注目! 重力が駆動する「連星」の魅力

 夜空を見上げると、星が散りばめられているように見えます。そのひとつひとつは点にしか見えません。でも、望遠鏡でのぞくと、実は2つ以上に分かれて見えることがあるのをご存じですか?無関係の星が偶然近くに見える場合もありますが、今回注目したいのは複数の星が重力で引き合いながらお互いの周りをまわる【連星】。前回の記事で紹介した“星の一生”の最期に残る天体が関わるものは、ノーベル賞を受賞された梶田さんも注目している最先端の研究対象です。見えているようで見えていない宇宙の深淵な魅力に触れてみませんか。

柏の葉からも熱視線!強い重力波を生み出す「連星系」

 つくばエクスプレスのちょうど中ほどに位置する柏の葉には、多くの研究施設が集まっています。ノーベル賞を受賞された梶田隆章さんが所長を務める東京大学宇宙線研究所もそのひとつ。駅からほど近く、私も5年半研究していた東京大学柏キャンパスの一角に位置しています。

東京大学宇宙線研究所(Credit: Akira Okumura)

 宇宙を調べる研究者たちがいま熱い視線を送る興味の対象が、重力波の検出です。
 重力波はアインシュタインの一般相対性理論をもとに予言された現象のひとつ。巨大な質量を持つ天体の移動により空間が歪み、その歪みが波として伝わるものです。未だ誰も検出できておらず、日本も岐阜の神岡鉱山跡地にKAGRAという巨大な重力波望遠鏡を作って世界的な検出競争に名乗りをあげています。

 重力波の起源は様々ですが、例えば2つの中性子星がお互いの周りをまわる時にも強い重力波が発せられます。非常に小さくて重たい中性子星が、地球と月のように重力で引き合いながらお互いの周りをまわります。このようにお互いに周りをまわりあう星たちを、連星と呼びます。

中性子星の連星系のイメージ図(Credit: GSFC/D.Berry)

冬の夜空を彩る連星たち

 中性子星はもともと”星の一生(https://www.oideyo-tx.com/article/1130 )”の最期の一形態。元々は恒星でした。冬の夜空にはまだ明るく輝く恒星の連星が数多く輝いています。挙げてみると、ふたご座のカストル、ぎょしゃ座のカペラ、おうし座のアルデバラン、オリオン座のリゲル、おおいぬ座のシリウス、こいぬ座のプロキオンなど、よく知られた名前がズラリ。巨大な望遠鏡で見ても2つに分離できないものもありますが、カストルは小型の望遠鏡でも2つの星それぞれを分離して見ることができます。

冬の一等星たち。白い点線で結んだ冬のダイヤモンドを構成する6つの恒星のうち、黄色で示した5つは連星。また、ふたご座の二等星カストルも代表的な連星のひとつです(筆者撮影)

 連星のほとんどは肉眼で見てもひとつにしか見えませんが、カストルのように望遠鏡で観察すると分離して見えるものもあります。2つに分かれて見えれば二重星、3つならば三重星と呼ばれます。宮沢賢治も著作「銀河鉄道の夜」でその美しさをたたえたはくちょう座のアルビレオなどが代表的な二重星のひとつです。望遠鏡で見てみると、新たな星を見つけたような、幸せな気持ちになれますよ。
 また、連星ではない、太陽のような単独の恒星でも、その周りには地球のような惑星がまわっていることがあります。20年ほど前にその存在が確かめられて以来、たくさんの惑星が見つかり、2015年にはその一部に名前もつけられました。いつか、皆さんの名前が星につく日が来るかもしれないと思うと、望遠鏡をのぞくのも真剣味が増しますね。

色の対比が美しいはくちょう座の二重星、アルビレオ。宮沢賢治により「銀河鉄道の夜」の中で、サファイアとトパーズにたとえられました。(Credit: Palomar Observatory/STScI/WikiSky)

 重星の中には時折、連星ではないにも関わらず、無関係の星が偶然近くに隣り合って見える「見かけの重星」もあります。奥ゆき方向には距離があるものの偶然近くに見える、ちょうどダイヤモンド富士や日食のようなものですね。重星の中には、いまだに連星なのか「みかけの重星」なのかわかっていないものもあり、興味をかき立てられます。

観覧車を押す(?!)筆者。隣り合って見えるけれども奥ゆき方向には差がある、というのはまさにこれと同じ状態です。(筆者の妻撮影)

星空の魅力を楽しもう!アストロトーク&天体観望会

 重力に支配され、お互いの周りをまわる連星。いつかどれかが最期を迎えて超新星爆発を起こしたり、中性子星になったりして、そこで発生した重力波が地球で見られる日が来るのかもしれませんね。そんなことを考えながら、帰り路、夜空を眺めてみてはいかがでしょう。

 柏の葉キャンパス駅前では、東京大学の大学院生を中心とした科学コミュニケーション団体「柏の葉サイエンスエデュケーションラボ(KSEL)」(http://udcx.k.u-tokyo.ac.jp/KSEL/ )により定期的に天体観望会が開催されています。直径13 cmの望遠鏡を使って、今回取り上げたカストルなどをどなたでも無料で観察することができます。
 さらに詳しい話を聞きたい方には、天体観望会の直前に開催される「大人のためのアストロトーク」がオススメです。アットホームな雰囲気の中で、専門家とともに夜空に思いをはせる時間を楽しめます。2月13日(土)には、お話にちなんだ「三連星」という日本酒も味わえます。肉眼では見えない深淵な宇宙の魅力に触れ、星々の輝きをさらに満喫してみてはいかがでしょう。

2月13日のアストロトークで連星のお話を聞きながら楽しめる日本酒「三連星」。ラベルは温度計になっており、温度変化によって色が変わるのも見どころのひとつです。(筆者撮影)

アストロトーク終了後は、一緒に夜空に思いをはせた仲間たちと記念撮影(柏の葉サイエンスエデュケーションラボ(KSEL)提供)


【関連記事】
星の一生が一度に見られる、冬空のエース「オリオン座」
https://www.oideyo-tx.com/article/1130


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