なぜ地球磁極は逆転するのか?

現在、太陽黒点数の推移を追っています

5月度その10: ノーベル賞シリーズ ➡ 電波パルサーの発見!

 

ノーベル賞シリーズ ➡ 電波パルサーの発見!

 

 宇宙の動画&画像&話題の名ハンター「まさき りお(id:rio-masaki)」さんが先日アップされた記事:

rio-masaki.hatenablog.jp

にて、パルサーを話題に取り上げていたのですが、パルサーとは要するに中性子星でして、私は中性子星に興味があり、どこに興味があるのか? と言うと、上記の記事よりgif画像をペタリさせて頂きますと:

パルサーが自転により周期的に発光する原理(Ogg Theora 動画ファイルをGif動画に変更)クリエイティブ・コモンズ動画 作者:Jm smits

このピンク色のビームが電波ビームとなるのですが、何故こんな指向性の高いビームが出来るのだろう? に興味があるのです、シンシンと!

そこで、この電波ビームにどこまで迫れるか分かりませんが、中性子星に関連したノーベル賞シリーズを三回ほどアップしたいと考えています

お付き合い賜れますよう、よろしくお願い致します

 

* [パルサー - Wikipedia] より:

1967年にケンブリッジ大学アントニー・ヒューイッシュ研究室の大学院生ジョスリン・ベルによって発見された

超新星爆発後に残った中性子星がパルサーの正体であると考えられており、現在は約1600個確認されている

パルスの間隔は数ミリ秒から数秒が多いが、まれに5秒を超えるパルスを発するパルサーも存在する。その周期は極めて安定している

現在では、放射のエネルギー源によっておよそ3種類のパルサーに分類されている:

1 自転のエネルギーによるパルサー、星が回転のエネルギーを失うことで放射のエネルギーをまかなっている

2 X線パルサー、多くは近接連星系をなしており、片方の星からもう片方のコンパクトな星に向かってガスが降着することで、ガスの重力エネルギーが解放されてX線を放射する

3 マグネター、極端に強い磁場を持ち、そのエネルギーが放射の源となっている

ベルが発見した電波パルサーは、上記 ”1” 自転によるパルサーです

最初の電波パルサーを発見した、ケンブリッジ大学の敷地内にある口径がテニスコート57面分の巨大な電波望遠鏡(出力81.5MHz)、81.5MHzで検出した、という事です

上智大学さん理工学振興会会報より [http://www.st.sophia.ac.jp/scitech/old/scitech/no10/no10toku03.html]

最初に発見されたパルサーからの信号。強度は下向きにとってある、1.337秒の周期でパルス状の信号がきていることが読みとれる。

上記gif画像のピンク色ビームが地球を向いた時にパルスが観測される、この1.337秒間隔が極めて正確であった事から、当初宇宙人からのメッセージか?と思われたのは余りにも有名

 

* [かにパルサー - Wikipedia] も有名で、これも ”1” 自転型パルサー

かにパルサーのハッブル宇宙望遠鏡(赤)チャンドラのX線画像(青)の組み合わせの画像。

Optical: NASA/HST/ASU/J. Hester et al. X-Ray: NASA/CXC/ASU/J. Hester et al.

かにパルサーのハッブル宇宙望遠鏡(赤)チャンドラのX線画像(青)の組み合わせの画像

かにパルサーは33ミリ秒で自転しているパルサーであり、1秒間に約30回転している。この周期で電波からガンマ線にいたるあらゆる波長の電磁波を放出しており、かに星雲を可視光で明るく照らしている。膨大なエネルギーを放出しているので、かにパルサーは1日に38ナノ秒ずつ自転が遅くなっている。

 

 このように指向性が強く電波からガンマ線までの幅広い電磁波を生成するメカニズムは、シンクロトロン放射の原理を活用した自由電子レーザー [自由電子レーザー - Wikipedia] であると思われる

 

f:id:yoshihide-sugiura:20200526014932p:plain

By Horst Frank

強烈な磁場の中を運動する電子は、磁場より方向を変えられ(加速度を受けて)電磁波を生成する(シンクロトロン放射)、これを人工的交互にN/S磁場を印加して電磁波ビームを生成するのが上図の自由電子レーザー(FEL)であるが、これに近い構造が中性子星の磁極部分で起きているものと思われる

上記gif画像を見れば、磁力線の方向は明確であるが、ここにどのような経路の電子線パスが形成されれば上記電子ビームレーザーとなるのか?は、私には明確ではない(不明である)

より基本的なシンクロトロン放射光 [放射光 - Wikipedia] について述べれば:

f:id:yoshihide-sugiura:20200526071157p:plain

By R. Bartolini - John Adams Institute

上図で言えば、上下磁力線の中を直交回転する電子ビームは回転の加速度を受けている(方向が変化している)ので電磁波を放出する、これがシンクロトロン放射である、上図gif画像で言えば、中性子星の赤道方向東西に電子層があれば、南北緯度方向に磁力線が存在するのでシンクロトロン放射光を発生するが、この場合は360°の平面に放出し、磁極方向からの電磁波ビームにはならない

この辺り、もう少し勉強する必要がありそうだ、私の場合

 

 ヒューイッシュは1974年この発見がきっかけでノーベル物理学賞を受賞した、が、ベルは受賞しなかった、これは英国フレッド・ホイル達の大ブーイングを引き起こしたのである

私は、ベルは大学院生で卒業後、職に付くかしたのだろう、と思っていたのだが、職と言っても何と天文学者であり、その経歴は華々しい

1969年にケンブリッジ大学Ph.D取得、その後、サザンプトン大学指導教員、ロンドン大学ムラード宇宙科学研究所研究員、エジンバラ王立天文台研究員、オープン大学物理学講座教授、プリンストン大学客員教授、バース大学理学部長 兼 教授を務めた。

2002年から2004年までイギリス天文学会会長、2008年から2010年まで英国物理学会会長を歴任。現在はオックスフォード大学客員教授

Launch of IYA 2009, Paris - Grygar, Bell Burnell cropped.jpg

ジョスリン・ベル・バーネル(2009)  Launch_of_IYA_2009,_Paris

 

う〜む、私には何も言えない、、、綺麗な人である、位しか、、、

 

 

 

 

以上です

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 本ブログ題名「なぜ地球磁極は逆転するのか?」と件名「太陽黒点数の推移を追う!」は内容に於いて一致しません。 これは、はてなブログ無料版を使っている上で成行き上そう成ってしまったからです。 これを回避するにはproに行くしかないそうです。 現在、proに移行する計画は無く、当面このままで行くしか無い状況です。 混乱させて大変申し訳ないのですが、よろしくお願い致します。

 尚、太陽の黒点に関する一般的な解説は、こちら: [太陽黒点 - Wikipedia]

 

最後まで読んで頂き、ありがとう御座いました。

 

免責:

本ブログにおけるデータハンドリングと解釈・プログラム作成・結果としての内容などに関し、本ブログ著作者はいかなる責任を負うものでもありません。

引用:

[1] 国立天文台 太陽観測科学プロジェクト 三鷹太陽地上観測

[2] List of solar cycles - Wikipedia