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毎日1分!楽しく見て学べるサイエンス!このブログでは気になる科学情報を調べてやさしく解説!科学がわかります。




 ホモ・サピエンスの進化

 ホモ・サピエンス(新人)とは、現生人類を指す言葉。10万~6万年ほど前に住んでいたアフリカを出たとされ、世界に拡散して私たちの直接の祖先となった。これとは別のグループに、欧州に進出した旧人のネアンデルタール人もいたが絶滅した。最近の遺伝子研究で、ホモ・サピエンスとネアンデルタール人との間で交配があったことが判明している。

 ヒト属とチンパンジーの共通祖先が分岐したのはおよそ200万~1,000万年前、ホモ・サピエンスとホモ・エレクトスの共通祖先が分岐したのはおよそ20万~180万年前と見られている。 現生人類はホモ・サピエンス種である。そして、そのうち唯一現存する亜種はホモ・サピエンス・サピエンスとして知られる。他の既知の亜種であるホモ・サピエンス・イダルトゥはすでに絶滅している。

続きはこちら → http://sciencejournal.livedoor.biz/ 

参考 National Geographic news: 30万年前の人類化石は初期ホモ・サピエンスか

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 レアアースとレアメタルの違い

 「レアメタル」と「レアアース」はよく似た言葉だ。レアメタルは長年にわたり経済界で使われてきたメジャーな言葉で、一般的にも知られています。レアアースの方は、2010年に発生した中国との尖閣諸島領有をめぐる事案で知ったという人が多い。

 「レアメタル」(rare metal)は、定義が厳密に決まっていないが、希少性の高い金属類のことで、1980年代に通商産業省(現在の経済産業省)が47種の元素をレアメタルとして指定したのが、ひとつの目安になる。この47種に加え、現在ではイリジウム、ロジウムなどもレアメタルと考えられている。

 「レアアース」(rare earth)は、「希土類元素」と訳されるが、1974年に、フィンランドの科学者が当時未知だった酸化物をこう名付けた。したがって化学の用語である。17種の元素であり、これはすべて通商産業省が指定した47種の「レアメタル」元素の中に含まれている。つまり、レアアースは、レアメタルの一部なのだ。

続きはこちら → http://sciencejournal.livedoor.biz/ 

参考 サイエンスポータル: 房総半島沖海底にレアメタル含む岩石の広がりを発見

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 国内最悪レベルの内部被ばく事故発生

 茨城・大洗町の施設で起きた、国内最悪レベルの内部被ばく事故。

 放射性物質が飛散した容器は、封印されてから、実に26年間、一度も中身の確認が行われておらず、ずさんなその管理の実態が見えてきている。生活環境部の近藤慶一部長は「県民の原子力事業所に対する信頼を大きく損ねるものとして、誠に遺憾であり、厳重に注意します」と述べた。

 6月8日午後4時、茨城県から、日本原子力研究開発機構に対し手渡されたのは、事故の再発防止策の提示を早急に求める要請書。大洗研究開発センターの塩月正雄所長は「誠に申し訳ございません」と述べた。

 国内では例がない規模の作業員の内部被ばく事故が起きたのは、茨城・大洗町にある、原子力開発機構の研究開発センター。この研究施設で6月6日、作業中に放射性物質が飛び散り、作業をしていた5人が汚染された。

続きはこちら → http://sciencejournal.livedoor.biz/ 

参考 朝日新聞: 作業員1人肺から2万2千ベクレル、国内最悪レベルの内部被曝

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 グラフェンとは何か?

 グラフェン (graphene) とは、1原子の厚さのsp2結合炭素原子のシート。炭素原子とその結合からできた蜂の巣のような六角形格子構造(ハニカム状)をとっている。

 グラフェンが3次元的に積層した結晶がグラファイト(黒鉛)で、鉛筆の芯にも使われる身近な物質だ。層間の結合は弱いファン・デル・ワールス力なので、グラファイトは劈開性に富み、鉛筆で線が描けるのはそのため。

 グラフェンの炭素間結合距離は約0.142 nm。炭素同素体(グラファイト、カーボンナノチューブ、フラーレンなど)の基本的な構造である。ダイヤモンド以上に炭素同士の結合が強く、平面内ではダイヤモンドより強い物質と考えられている。物理的にもとても強く、世界で最も引っ張りに強い。熱伝導も世界で最も良いとされ、電気の伝導度もトップクラスに良い物質である。

続きはこちら → http://sciencejournal.livedoor.biz/ 

参考 CNN news: 世界最高強度の物質、3次元転換に成功 実用化に前進か

二次元物質の科学: グラフェンなどの分子シートが生み出す新世界 (CSJ Current Review)
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 ブラックホールの中はどうなっているのだろう?

 ブラックホール(black hole)とは、極めて高密度かつ大質量で、強い重力のために物質だけでなく光さえ脱出することができない天体である。質量が太陽の約30倍以上ある恒星が寿命を迎えるとき、自己重力が中性子の核の縮退圧を凌駕(重力の強さで中性子が潰れ始める)するため、超新星爆発の後も核が収縮(重力崩壊)を続ける。この段階になると星の収縮を押し留めるものは何も無いため永久に縮み続ける。こうしてシュバルツシルト面より小さく収縮した天体がブラックホールである。

 ブラックホールは2つの部分からなる。中心には「特異点」が存在し、星を構成していたすべての物質がこの無限に小さな点に押し潰されている。特異点の周囲には、そこからの脱出が不可能な空間が広がっており、その空間の境界は「事象の地平線(事象地平)」と呼ばれる。ひとたび事象地平を越えたが最後、再び出てはこられない。ブラックホールに落ちていく物体が放つ光さえもがつかまってしまうので、外側にいる観察者は二度とその物体を見ることができない。物体は落ち続け、特異点に達して押し潰される。

 しかし、この描像は本当に正しいのだろうか? 既知の物理法則によれば、特異点ができるのは確かだが、事象地平についてははっきりしない。大部分の物理学者は、事象地平が科学上の不都合を覆い隠してくれる“イチジクの葉”として非常に魅力的だという理由だけで、事象地平が形成されなければならないという仮定の下に研究を進めている。

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参考 マイナビニュース: 相対性理論を破綻させる「裸の特異点」は存在可能 ケンブリッジ大

ホーキング、ブラックホールを語る:BBCリース講義
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ホーキング、宇宙を語る―ビッグバンからブラックホールまで (ハヤカワ文庫NF)
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 ホットジュピターとは?

 ホット・ジュピター(Hot Jupiter) は、木星ほどの質量を持ちながら、主星の恒星から、わずか0.015au(224万km)から0.5au(7480万km)しか離れておらず、表面温度が非常に高温になっている太陽系外惑星の分類の一つである。恒星に極めて近く、強烈な恒星光を浴びるため表面温度は高温になっていると予想されている。「ホット・ジュピター」は直訳すれば「熱い木星」となるが、このような特徴に由来したものである。この種の系外惑星は1995年頃から続々と発見されつつある。

 主星に近く、質量が大きく、高速で公転しているため、惑星に重力による、主星のわずかな揺れを検出するドップラー分光法での発見が最も簡単なタイプである。最もよく知られているホット・ジュピターはペガスス座51番星bである。ペガスス座51番星は、太陽に似た恒星を、わずか4日間で公転しており、1995年に発見された。

 他にも、離心率の大きい彗星のような楕円軌道を描き、灼熱期と極寒期をめまぐるしく繰り返す巨大惑星エキセントリック・プラネットも発見されている。両者はこれまでに発見された太陽系外惑星のうち大半を占めているが、後者の方が圧倒的に多い。いずれも、我々の太陽系の惑星からは想像もつかない惑星である。

 ホット・ジュピターの中には、様々なものがあるが、いくつかは共通した性質を持っている。定義ともいえる特徴は、質量が大きく、短期間で公転している事である。質量は0.36-11.8MJで、公転周期は1.3-111日に渡る。また、主星に近いので、重水素がほとんど含まれておらず、質量が13.6MJ以上の褐色矮星になる事はない。

 ほとんどのホット・ジュピターは軌道離心率が小さい、すなわち軌道が真円に近い。主星からの摂動、あるいは潮汐力によって、軌道が真円になっていると考えられている。

 密度が異常に低い事が多い。これまでに知られている最も低密度の惑星はTrES-4の0.222g/cm3である。ホット・ジュピターの半径が、質量の割に大きい理由は完全に分かっていないが、主星に近いが故に、大量の熱を浴び、外側の大気層が内部から膨張しているためだと考えられている。

 今回、これまでのホット・ジュピターの温度がせいぜい3,000度ほどだったのに対し、表面温度が4,300度にもなるホットジュピターが発見された。

 熱い熱い惑星を発見 4,300度で史上最高

 宇宙の天体には、太陽のように自分で燃えて輝く「恒星」と、恒星からの光と熱を受ける地球のような「惑星」がある。私たちの太陽系では、地球の気温は平均すると15度くらい。太陽にもっとも近い惑星である水星でも、その表面温度は400~500度。ところが、地球から約650光年の距離に、4,300度にもなる惑星が見つかった。東京大学大学院理学系研究科の成田憲保(なりた のりお)助教らの国際研究グループが、このほど発表した。

 新たに見つかった惑星「KELT-9b」は、表面温度が約10,000度の恒星の周りを回っている。太陽の約6,000度より、はるかに高い。しかも、恒星からの距離が、地球と太陽の距離の30分の1ほどしかないため、これほどの高温になっている。

 宇宙には、おもに水素やヘリウムなどのガスでできている木星と同じタイプだが、温度がとても高い「ホット・ジュピター」という惑星が100個以上も見つかっている。中心にある恒星の温度が7,000度を超えるホット・ジュピターも、これまでに6個、確認されている。KELT-9bは、それに続く7個目になるが、これまでのホット・ジュピターの温度がせいぜい3,000度ほどだったのに対し、KELT-9bは4,300度で格段に高い。

 成田さんによると、ホット・ジュピターの大気は、3,000度くらいまでなら「分子」の状態で存在するが、4,300度もの高温になると分解してしまう。したがって、KELT-9bは、これまでに観測されたことのない奇妙な大気をまとった惑星のはずだ。この大気の詳細を解明していくことが、これからの課題だという。

 ホットジュピターの大気

 ホット・ジュピターはガス惑星であり、いわゆる大気で覆われている。恒星に極めて近い軌道を持つため、潮汐力によって自転と公転が同期し、地球の周りを回る月と同じように、常に同じ面を恒星に向ける。すると、一方の半球面が常に恒星光で熱せられ、温度差によって常に影の半球面に向かって摂氏数百度を超える強烈な熱風が吹いていると予想されている。

 そのため、ホット・ジュピターの外観は木星のような横縞模様ではなく、恒星の光が最も強く当たる点から影の面へ向かう気流により縦方向の縞模様が形成され、スイカの模様のようになっているとも推定されていた。しかしホットジュピターは、太陽系のガス惑星と比べると遅いとはいえ、公転周期と同じ周期で自転もしているため、きれいにスイカの模様状の大気の流れが生じるかは疑問視されている。

 惑星自体の色は、あまりの高温のために水蒸気のような揮発性の高い成分は存在せず、鉄のような固体成分が蒸発して透明なガス成分のみになっているため、深い青い色に見える可能性も指摘されている。これは本来透明な海水や大気が日光の散乱によって青く見えるのと同じ現象である。また、恒星から強力な宇宙線が大気に降り注いで衝突しているため、常にオーロラが見えているだろうとされている。

サイエンスポータル: 熱い熱い惑星を発見4300度で史上最高

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 東京都 葛西海浜公園のラムサール条約登録目指す

 東京都は、江戸川区の葛西海浜公園を、世界的に貴重な湿地の保護を定めたラムサール条約に登録することを目指し、今後、国や地元と調整を進めることにしている。

 小池百合子知事は3月15日の都議会予算特別委員会で、野鳥の飛来地として知られる葛西海浜公園(江戸川区)のラムサール条約保全地域登録を目指す考えを示した。登録されれば都内初となる。公明党の上野和彦議員の質問に答えていた。

 上野議員は「同公園には2万羽を超えるスズガモなどの野鳥が飛来する」などと指摘。小池知事は「国際的にも重要な生息地。国や区と連携して調査を行い、検討を加速する」と述べた。同公園は1989年に開園。日本野鳥の会・東京の調査によると、約411万平方メートルの敷地に植物や昆虫など多くの生き物がすみ、野鳥だけでも260種類が確認されている。

続きはこちら → http://sciencejournal.livedoor.biz/ 

参考 NHK news: 東京都、葛西海浜公園のラムサール条約登録目指す

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 太陽とはどのような天体か?

 私たちは太陽についてどのくらい知っているだろう?

 太陽の半径は約70万kmであり地球の約109倍に相当し、質量は地球の約33万倍にほぼ等しい。平均密度は水の1.4倍であり、地球の5.5倍と比べ約1/4となる。太陽系の全質量の99.86%を占め、太陽系の全天体に重力の影響を与える。太陽は属している銀河系の中ではありふれた主系列星の一つで、スペクトル型はG2V(金色)である。

 太陽の推測年齢は約46億年で、中心部に存在する水素の50%程度を熱核融合で使用し、主系列星として存在できる期間の半分を経過しているものと考えられている。人類は太陽を通じて核融合反応を発見したが、地球上での核融合反応にはまだ成功していない。

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参考 National Geographic: NASA、太陽かすめる探査機を投入へ

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 トランプ米大統領、パリ協定からの離脱を表明

 米国のトランプ大統領は1日、ホワイトハウスで演説し、地球温暖化対策の国際的な枠組み「パリ協定」から離脱すると表明した。米国はオバマ前政権の下でパリ協定に調印。これまでに世界195カ国が同協定に署名している。

 演説の中でトランプ大統領は、パリ協定を米国の労働者にとっての恥ずべき敗北と位置付け、他国が不当に優遇されていると批判。「どこまで米国はおとしめられるのか。どこまで彼らは我が国を笑いものにするのか」と問いかけ、「我々は公正な扱いを求める」「我が国がこれ以上、他国や他国の首脳の笑いものになることは望まない」と強調した。

 トランプ大統領は昨年の大統領選で、パリ協定離脱を公約に掲げて当選した。演説では、自分を大統領に選んだ有権者の意思を尊重すると語り、「私はピッツバーグ市民によって選出された」「パリに選ばれたわけではない」と力説している。

 パリ協定からの離脱を通告しても、定められた手順を経て離脱が完了するのは2020年11月になる。同月にはトランプ大統領の再選をかけた米大統領選が予定されており、パリ協定が大きな争点になるのは確実だ。

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参考 The Liberty Web: トランプ氏、パリ協定離脱揺らぐ「地球温暖化説」と「炭素全体主義」

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 日本版GPS衛星「みちびき」を打ち上げ成功

 スマートフォンやカーナビなどで利用されている、位置情報システムの性能を飛躍的に高める日本版GPS衛星の「みちびき」が、6月1日午前9時17分、鹿児島県の種子島宇宙センターからH2Aロケットの34号機で打ち上げられた。「みちびき」は、打ち上げのおよそ29分後、午前9時46分ごろに、高度275キロ付近で切り離された。

 日本版GPS衛星の「みちびき」は、アメリカのGPSと同じように、スマートフォンなどの携帯端末で位置情報を得られる衛星で、1つの機体が1日あたり8時間程度、日本付近の上空にとどまる特殊な軌道を飛行する。

「みちびき」は、今回も含めて、ことし中に合わせて3機が打ち上げられる計画で、7年前に試験的に打ち上げられた1機と合わせて、4機体制が整えば、常に1機以上が日本付近の上空を飛行するようになり、来年の春にも実用化する予定だ。

 

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参考 サイエンスポータル: みちびき2号機打ち上げ成功 GPS精度向上へ

Garmin GPSMAP 64s 日本語仕様 city+山岳詳細地図
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 地球以外に川のある天体

 驚いたことに、地球以外に川の存在が確認されている天体が太陽系にある。

 ひとつは、土星の衛星タイタン。ここでは地球における水と同じように、雨が降り、川を流れ、海に注ぐ。2005年探査機「カッシーニ」の子機「ホイヘンス」が、タイタンの地表を調査してくわしいことが分かった。

 土星最大の衛星タイタンは、地球以外で唯一、液体が安定的に地表に存在する天体だ。地球では水の雨が降り、川となって海に流れ、蒸発してまた雨になるが、これと同様にタイタンには、エタンやメタンといった炭化水素の循環が存在する。カッシーニがレーダー観測でとらえたのは、タイタンの北極圏を400km以上にもわたって流れる川で、液体の炭化水素がLigeia Mareと呼ばれる大きな海に流れ込んでいる。

続きはこちら → http://sciencejournal.livedoor.biz/ 

参考 アストロアーツ: 川で知る、地球・火星・タイタンの地形の歴史

土星の衛星タイタンに生命体がいる!: 「地球外生命」を探す最新研究 (小学館新書)
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火星: 最新画像で見る「赤い惑星」のすべて
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 琵琶湖でブルーギルなど外来種駆除の釣り大会

 琵琶湖では外来種が問題になっている。琵琶湖にいる外来種、ブルーギルやブラックバスなどを駆除するため、滋賀県守山市で外来魚の釣り大会が開かれた。

 琵琶湖では、在来の魚を食べてしまったり成育環境を乱したりする外来魚のブラックバスやブルーギルが、合わせて900トン余り生息しているとされている。このため、湖に面した滋賀県守山市では、外来魚を駆除していこうと毎年釣り大会を開いていて、5月27日は朝から家族連れなどおよそ100人が集まった。

 参加した人たちは、釣り針にミミズなどの餌を付けて糸を垂らし、体長10センチから20センチほどのブルーギルを次々と釣り上げた。子どもと一緒に参加した守山市の40代の女性は「琵琶湖の外来魚が増えているので、駆除できたらと思い参加しました。子どもとの時間も過ごせてよかったです」と話していた。釣れた魚は市が回収して魚粉にしたあと、堆肥として利用される。

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参考 日本経済新聞: 琵琶湖のアユ不漁、真犯人に外来プランクトン浮上

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 大量のサンショウウオが小学校のプールに

 学校では冬の間プールに水を貯めておく。水を抜いている間にプールの壁や底が傷むことがあるからだ。毎年初夏、プールの季節が始まる頃に水を抜き、掃除をし新しい水に入れ替える。

 佐賀県唐津市の名護屋小学校では今年もプールの水を抜いて、掃除をしようと覗いてみたところ、なんと環境省のレッドリストで、絶滅危惧種に指定されているカスミサンショウウオが、大量に泳いでいるのが発見された。専門家は、近くに生息するカスミサンショウウオが産み付けた卵から、繁殖した可能性があると指摘している。

 カスミサンショウウオは、西日本に生息する体長10センチほどの小型のサンショウウオで、環境省のレッドリストで絶滅危惧種に指定されている。5月25日に見つかったのは、体長がいずれも3センチから5センチ程度で、成長の過程にあるとみられ、子どもたちが、プールに入って捕獲した結果、およそ100匹が確認された。

続きはこちら → http://sciencejournal.livedoor.biz/ 

参考 NHK news: 大量のサンショウウオが小学校のプールに

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 謎の多い巨大ガス惑星「木星」

 木星は、太陽系の惑星の中で一番大きな天体だ。直径は、地球の約11倍。質量は地球の318倍もあるので他の惑星7つを足しても木星の半分の質量にもならない。

 木星は、地球や水星、金星、火星のような岩石型惑星ではなく、ガス型の惑星だ。そのほとんどは水素でできている。木星の中心には、岩石の核があるのではないかといわれており、そのまわりを液体の水素、気体の水素が取り巻いている。木星は、その大きさの割には回転が速く、自転速度は1周するのに10時間ほど。だから、遠心力が強く、やや横に膨らんだ楕円形となっている。

 天体観測を趣味としている人はよくご存知かもしれないが、木星には美しい縞模様がある。この縞模様の正体は何だろうか?

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参考 CNN news: 木星の意外な姿、探査機「ジュノー」の観測で判明

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 地球温暖化物質といえば?

 地球温暖化といえば、思い出すのは温室効果ガスである。最近では二酸化炭素だけでなく、シベリアやアラスカなどの氷が解けることによって発生するメタンガスの温室効果が問題になっている。

 また、地球大気に浮遊する微粒子(エアロゾル)のうち、黒い物質からなる粒子は、太陽光吸収により大気や雪氷面の加熱をもたらす。黒い粒子による加熱は、気候全体の温暖化の一因となるだけでなく、降水量や雪解け速度など水循環にも影響を及ぼす。これまで人為起源の黒い粒子としては、化石・バイオ燃料燃焼時に放出される主に炭素から構成されるもの(炭素性粒子)があった。

 今回、東京大学大学の研究グループは、大気の成分を分析することで、黒色の酸化鉄粒子が存在することを発見。同時に、観測データに基づいた理論計算から、この黒色酸化鉄粒子が大気加熱効果をもつことが分かった。この結果から、地球温暖化の一因となる黒い粒子として、炭素性粒子だけではなく、黒色酸化鉄粒子も問題であることが分かった。

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参考 東京大学プレスリリース: 人為起源の黒色酸化鉄粒子による大気加熱効果

ここまでわかったPM2.5本当の恐怖―謎の物質を科学する
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精神論抜きの地球温暖化対策――パリ協定とその後
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