宇宙に浮かぶ数々の天体との距離はどうやって知るのか?
宇宙に浮かぶ数々の天体との距離はどうやって知るのか? / Credit: ESA/Hubble & NASA
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星までの距離の測り方って知っていますか? (3/5)

2021.01.27 Wednesday

2020.12.10 Thursday

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もっと遠くの天体との距離の調べ方

同じ銀河系内の比較的近くの星ならばHR図を使って距離を知ることができます。しかし、銀河系の外にある別の銀河との距離は、この方法で測定することができません。

そのため、20世紀初頭では、新たに発見されたマゼラン星雲やアンドロメダ大星雲(現在は銀河)が、天の川銀河の中にあるのか、それとも銀河の外にある天体なのか、さっぱりわかりませんでした

この問題を解決させたのは、アメリカの女性天文学者ヘンリエッタ・スワン・リービットです。

アメリカの女性天文学者ヘンリエッタ・スワン・リービット。
アメリカの女性天文学者ヘンリエッタ・スワン・リービット。 / Credit:Wikipedia

彼女は一風変わった経歴の持ち主です。現在では女性天文学者として伝えられているリービットですが、もともとはハーバード大学の天文台に時給30セントで雇われたパートタイマーでした。

これは現在の価値に直すと時給600円程度です。

天文台では毎日膨大な数の天体写真を撮影し分別しています。

現在はパソコンがあるので、そうした分類作業も比較的楽になっていますが、当時は写真乾板を手作業で管理していたので飛んでもなく大変な作業でした。

ハーバード天文台の男性職員たちはこの整理をかなりずさんに行っていて、怒った所長のピッカリングは「うちのメイドの方がずっとマシな仕事をする!」と彼らを解雇して、代わりに女性のパートタイマーを雇ったのです。

その中にいたのがリービットでした。

リービットは天文台で、セファイドと呼ばれる脈動変星を探すカタログ作りの作業を行っていました。

変光星とは何百日もかけて明るさが変化する星のことです。

変光星が明るさを変える理由には、いくつか種類がありますが、代表的な脈動変光星は星内部の核融合反応と星の重力のバランスが取れなくなっているために、膨張収縮を繰り返して明るさを変化させています。

ミラの変光星の光度曲線。
ミラの変光星の光度曲線。 / credit:国立科学博物館Copyright (c) 1998-2008 National Museum of Nature and Science. All rights reserved.

変光星を探すには、毎日大量に撮影された天体写真の中から、明るさが徐々に変化するものを見つけなければなりません。これはかなり根気のいる大変な作業です。

しかし、毎日大量の天体写真と向き合っていたリービットたちパートタイマーは、いつの間にか現職の天文学者より変光星を見つけ出すのがうまくなっていました。

そしてあるときリービットは、変光星の変更周期が長い星ほど明るく輝いており、変光周期が一致していると星の明るさが同じであるという相関関係に気づいたのです。

つまり変光周期が同じ変光星は、絶対等級が同じだと分かったのです。

変光星の変光周期と絶対等級の関係。
変光星の変光周期と絶対等級の関係。 / Credit:国立科学博物館 Copyright (c) 1998-2008 National Museum of Nature and Science. All rights reserved.

これが分かれば、見かけの明るさをもとにして、天体との距離を推定することができます。

このリービットの発見によって、宇宙の天体との距離は一気に6500万光年まで測定可能になったのです。

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