第 回天文宇宙検定 級問題 解答 写真の天体は何か わし座の特異星 SS アンテナ銀河 NGC 0-0 超巨大楕円銀河 M クェーサー C アンテナ銀河は つの渦状銀河 NGC 0 と NGC 0 が衝突しており 互いに潮汐力を及ぼし合うことで 本の長い腕状の構造がのび これがアンテナのように見える なお ほとんどの銀河がその寿命の間に一度は他の銀河との衝突を起こすと考えられており 我々の銀河系も将来アンドロメダ銀河と衝突すると考えられる 太陽の黒点が周囲の光球よりも温度が低いのはなぜか 磁場が強いため 対流が妨げられているから 小天体が衝突して 局所的に冷却したから 対流渦の頂点となっており 光球表面がへこんでいるから 現在でも原因がよくわかっていない 太陽の黒点には地球の磁場の 万倍にもおよぶ強い磁場があって その影響で太陽内部からの対流による熱輸送が妨げられ 周囲の光球より温度が低くなっている 次の文はどの惑星の見かけの動きを説明したものか 約 年 カ月ごとの地球との接近のときには動きの変化が大きい 接近の前後 カ月ほどは 夜空を東から西へ動いているように見える 水星 金星 火星 木星 水星は約 カ月 金星は約 年 カ月ごとに地球に最接近 ( 会合 = つの惑星が太陽から見て同じ方向に来る現象 ) する 木星は地球より遠いところを 年かけて一回りするので 地球との接近はほぼ 年ごとである ちなみに 内側の惑星の公転周期を P 外側の惑星の公転周期を P 会合周期を S とすると (0 /P -0 /P ) S=0 つまり /S =/P -/P となる 火星の公転周期は. 年 地球は 年なので この式に代入すると /S =/-/.=0./.=0. S =/0.=. 年 年 カ月となる 恒星のスペクトル型を高温から低温に正しく並べたものはどれか ABFGKLMOTY BOFGAKMLTY OBAFGKMLTY OBAFGKMYTL スペクトル型の覚え方は Oh, Be A Fine Girl/Guy Kiss My Lips, Tonight, Yah! あるいは Oh, Be A Fine Girl/Guy, Kiss Me, Let's Try, Yeah! などでもよい 連星間距離を a 天文単位 公転周期を P 年 太陽の質量を としたときの連星の質量をそれぞれ m m とするとき 連星の質量の和 m +m を与える式はどれか P /a P /a a /P a /P 連星間距離を a 天文単位 公転周期を P 年 太陽の質量を としたときの連星の質量をそれぞれ m m とすると 一般化されたケプラーの第 法則は a /P =m +m で与えられ が正解となる 他の選択肢はダミーである なお 太陽と惑星の場合は 惑星の質量が太陽の質量に比べとても小さいので a /P = となる プレアデス星団の青い反射星雲中の塵をカプセルに採取して 地球に持ち帰ったとする そのカプセルを開けると塵はどうなるか 最も可能性の高いものを選べ 青く輝く 白い煙を出す 蒸発してなくなる 特に変化しない 反射星雲が青く輝くのは 星の光を塵が散乱するからである そのため 地球に持ち帰っても のように青く輝くことはないであろう また や の可能性を完全に否定できるものではないが 塵を構成する物質として炭素質の物質や珪酸塩鉱物などが考えられるので カプセルを開けても特に変化しない可能性が高いと考えられる 0 年に史上初の重力波が検出され 重力波源 GW0 と命名された GW0 の観測は 他にもどんなことを実証したか ブラックホールの分裂 ブラックホールの合体 ブラックホールの蒸発 ブラックホールとホワイトホールの接続 GW0 の観測によって 重力波が初めて検出されただけでなく ブラックホール同士の衝突 ブラックホール連星の存在 太陽質量の約 倍と約 倍のブラックホールの合体が初めて明らかになった なお 合体前のブラックホールの質量の合計は 太陽質量だが 合体してできたブラックホールの質量は 太陽質量で 太陽質量分がすべて重力波のエネルギーに転換されたと考えられている
第 回天文宇宙検定 級問題 解答 藤原定家は 日記 明月記 のなかで 後にかに星雲になったものも含め つの客星の出現を記載している 定家はどのようにしてこの記載情報を得たのか 適当なものを選べ すべて定家が自ら直接観察した 定家の部下の天文博士から記録を聞き取った 中国から伝わってきた記録を記載した 陰陽寮の史書の記録を伝え聞き書き入れた 藤原定家の活躍した平安時代には陰陽寮が都に設置され 天文博士がそこで天の異変を観察して朝廷に上奏していた その記録は史書に記録され その内容を伝え聞いた貴族は 具注暦の空欄を利用して 日記を記した 藤原定家の 明月記 もそうした日記の つである なお 天文博士は帝の部下であり 定家の部下ではない また 定家は以前の記録を拾っているので 自分で観察していないものも多数含まれている また 記録は日本のもので中国の記録ではない あるロケットの比推力が 00 秒であった このロケットの燃焼ガスの噴射速度はどれくらいか ただし 重力加速度は 0m/s とする 秒速 00m 秒速 00m 秒速 km 秒速 km 比推力 = 推力 秒間に消費される推進剤の質量 重力加速度である 燃焼ガスの噴射速度は 比推力 重力加速度になるので 秒速 000m すなわち 秒速 km である 0 系外惑星の名前として 現在あり得るのはどれか ケプラー a グリーゼ C 太陽 b ペガスス座 番星 b 系外惑星の名前は 親星の名前に 小文字のアルファベットをつけて表記する その際 アルファベットは a を抜かして b からはじめることになっている したがって と はこのルールからありえない はありえなくはないが 太陽は太陽系内の天体なので 系外 惑星の名前としてはありえない したがって が正解で これは 年に発見された系外惑星の名前でもある 0 次の式は 銀河系内の宇宙文明の数 N を見積もるドレークの式である 変数 f p は 何を表しているか 宇宙全体の銀河の発生数 銀河系内の恒星の個数 つの恒星が惑星をもつ確率 重力が十分にある衛星の数 ドレークの式は 宇宙文明の数 = 銀河系における恒星の生成率 恒星に惑星が存在する確率 惑星が存在する場合の地球型惑星の数 地球型惑星に生命が発生する確率 生命が知的生命まで進化する確率 知的生命が他の星へ通信ができるほどの技術文明を発達させる確率 技術文明の寿命 で表される ドレーク自身は 宇宙文明の数 を 0 個と見積もったが 太陽系外の惑星がたくさん見つかるようになったため 見積もりは増加傾向にある なお 選択肢の はドレークの式の変数ではない 写真は 太陽観測衛星 ひので が太陽表面の一部を撮影したものである 写真中央に写る太陽の縁から無数に生えているトゲのような構造を何というか プラージュ スピキュール プロミネンス ダークフィラメント ケプラーの法則について 間違っているのはどれか ケプラーとは 法則を発見した人の名前である 惑星は 太陽を つの焦点とする楕円軌道を公転する 惑星の公転速度は 近日点付近で遅く 遠日点付近で速くなる 太陽から遠い惑星ほど公転速度が遅い スピキュールとは 彩層ガスがコロナ中に突き出したように見える 小規模なジェット噴出現象である 年にバチカン天文台のアンジェロ セッキが発見した スピキュールは ~0 分間存在し 太陽全面で常に ~ 万個発生する 発生の仕組みは解明されていない なお プラージュは黒点周辺などで温度が高い領域 プロミネンス ( 紅炎 ) は光球上空で磁場に支えられて浮かぶ水素の雲 ダークフィラメントはプロミネンスが太陽面の手前側に来たため 水素 Hα 線で見たときに黒い帯としてみえるもの はケプラーの第 法則である は 正しくは 近日点付近で速く 遠日点付近で遅くなる であり 第 法則 惑星と太陽を結ぶ線分が単位時間に描く面積は一定である ことからいえることである は第 法則 惑星の軌道長半径の 乗と 惑星の公転周期の 乗との比は どの惑星においても一定である ことからいえることである 星の明るさを測る測光観測を行う場合には 一般にある特定の波長域の光を透過する色フィルターを用いる つの異なる波長域のフィルターを通して星の明るさ ( 等級 ) を測光したとき 短波長域での等級から長波長域での等級を引いたものを何というか 実視等級 絶対等級 色温度 色指数 色フィルターには 紫外線を透過する U バンドフィルター 青色光を透過する B バンドフィルター 緑色から黄色の波長域を透過する V バンドフィルターなどがあって それらで測光した等級の差として U -B 色指数 B -V 色指数などが使われる いずれの色指数も表面温度が高いほど値は小さくなる
第 回天文宇宙検定 級問題 解答 主系列星の燃料である水素の量は質量に比例し 水素の消費率は光度に比例する 主系列星の寿命についての記述として正しいものはどれか 質量が大きいほど燃料が多いので寿命は長くなる 質量が大きいほど燃料は多いが その消費率とバランスしているため 質量による寿命の違いはほとんど生じない 質量が大きいほど燃料は多いが その消費率がそれ以上に大きくなるため 質量が大きいほど寿命は短くなる 太陽と同程度の質量の主系列星の寿命はおよそ 00 億年である 主系列星の質量 M と光度 L の間には L M ~ ( は比例するという記号 ) で表される質量光度関係が成り立つ 主系列星の寿命 τ は 燃料である水素の量に比例する質量を水素の消費率に比例する光度で割った値で見積もることができ τ M /L /M ~ と表される つまり質量の ~ 乗に反比例するため 質量の大きな主系列ほど寿命が短くなり が正解となる なお 太陽の主系列星としての寿命はおよそ 00 億年と推定されている 惑星状星雲の中心に見える星はどんな星か 主系列星 褐色矮星 白色矮星 中性子星 太陽質量の 0.~ 倍程度の主系列星は 赤色巨星に進化した後 その外層を宇宙空間に放出して惑星状星雲を形成するが 中心部は白色矮星となる したがって惑星状星雲の中心に見える星は 白色矮星である ハッブルの音叉型分類の図として正しいものはどれか ハッブルは E0 E と楕円銀河が進化して レンズ状銀河を経て 渦巻銀河と棒渦巻銀河に分かれて進化すると考え 銀河の分類を音叉の形をした模式図で表した 現在でも形態の分類としてこの図が用いられているが ハッブルの進化の考え方はその後の研究により否定されている 太陽と地球の間の距離を 0 としたとき r ( 太陽からの平均的な距離 )=+ n で表される距離に惑星が存在すると主張するのがボーデの法則である このボーデの法則の n = に対応する未知の惑星を探索した結果 0 年に発見された天体は何か 天王星 冥王星 カロン ケレス この法則はティティウスが最初に提唱したため ティティウス ボーデの法則とも呼ばれる n =- が水星 0 が金星 が地球 が火星 が木星 が土星である 法則の提唱後 年に天王星が発見され その距離が n = の場合によく合っていたため 法則の信憑性が高まった そのため 空席であった n = の天体の探索が行われ その結果 0 年に小惑星ケレス ( 現在は準惑星に分類 ) が発見された なお 海王星は n = から大きくずれている この法則は力学的なものではなく 偶然のものだと考えられている 図は 0 年から 0 年にかけての国際宇宙ステーションの高度変化である リブーストによる急激な上昇と緩やかな下降を繰り返しているが 国際宇宙ステーションの高度が下がる主な理由は何か 国際宇宙ステーションの高度が徐々に下がっているのは大気の抵抗によるもの 高度低下が一定でないのは 太陽活動の変化によって地球の外層大気の密度が変化するからだと考えられている 太陽から飛来する太陽風による抵抗を受けるから 地球を様々な高度から観測するために人為的に高度をゆっくり下げているから 地球大気の抵抗を受けるから 地球周辺に漂うスペースデブリ ( 宇宙ゴミ ) に衝突するから
第 回天文宇宙検定 級問題 解答 0 系外惑星に生命が存在するために 現在もっとも重要な条件と考えられているのはどれか 液体の水の存在 同じ系内の木星のような巨大ガス惑星の存在 大量の酸素を含む大気 大型の衛星の存在 生命は多様であり 本当のところは何が重要なのかはわからない ただ 現在のところは まず液体の水があることが重要と考えられている 酸素については 地球でも当初は酸素が少ない状況で生命が発生し シアノバクテリアなどの光合成生物が出現すると 大気中の酸素が増加していった 大型の衛星や巨大ガス惑星の存在も 最も重要とは考えられていない 0 次のうち スケールの比率が最も小さいものはどれか 銀河系サイズとオールトの雲サイズの比率 人間サイズと富士山サイズの比率 宇宙全体サイズと宇宙の大規模構造の比率 銀河団サイズと星団サイズの比率 全員正解 この問題では 物体や天体の大まかなサイズ スケールの比率を問うている とらえ方によって 0 倍以上の違いはでるが 大づかみに理解するのが重要である また指数表現も使うことで慣れておくとよい 銀河系は 0 0 m のサイズ オールトの雲は 0 m のサイズなので 比率は 0 ( 万 ) 倍 人間は 0 0 m のサイズ 富士山は 0 m のサイズなので 比率は 0 ( 万 ) 倍 銀河団は 0 m のサイズ 星団は 0 m のサイズなので 比率は 0 ( 万 ) 倍 である これらはとらえ方や個別の天体によってサイズは 0 倍程度は軽く違うこともある 一方 宇宙全体のサイズ 0 m と 大規模構造サイズ 0 m は 00 倍程度であり 他の天体や物体同士のサイズ スケールの比率より明らかに小さい したがって 正答は である 選択肢 の 宇宙全体サイズ について ( 観測可能な ) 宇宙全体サイズという意図で出題いたしましたが 選択肢として正確な表現ではありませんでしたので この問題を全員正解といたします 太陽のコロナのガスは どのような状態となっているか 有機物が燃焼している 核分裂を起こしている 核融合を起こしている 原子が電離している 太陽を取り巻くコロナの温度は約 00 万 K で 光球や彩層よりも桁違いに高温であるため ガスの原子が電離した状態 ( プラズマ ) となっている コロナがなぜこのように高温になっているのかは いまだ解明されていない 木星が巨大惑星になれたのはなぜか 太陽の重力の影響が比較的小さかったから 小惑星帯が木星の内側にあったから 木星がつくられたあたりで水が氷としてたくさん存在したから 土星と比べて環が成長しなかったから 原始太陽系円盤の中には水がたくさん存在していたと考えられているが 太陽の近くでは水蒸気となり 遠くでは氷となる この境界を雪線 ( スノーライン ) といい 雪線よりも遠くには氷を含めて材料がたくさんあって 巨大惑星の成因となった 太陽のスペクトルに見られるフラウンホーファー線は なぜあらわれるか 太陽の大気中にある元素が特定の波長の光を放射するため 太陽の大気中にある元素が光球からの特定の波長の光を吸収するため 太陽の光球が特定の波長の光をより強く放射しているため 太陽の光球が特定の波長の光を放射していないため 0 年 イギリスのウィリアム ウォラストンが 太陽光のスペクトルの中にいくつかの暗線の存在を報告した 年にヨゼフ フォン フラウンホーファーは ウォラストンとは別に暗線を発見し 0 を超える暗線について波長を計測し 主要な線に A から K の記号をつけた その後 ロベルト ブンゼンやグスタフ キルヒホッフにより 太陽大気中の元素や地球大気中の酸素などによる吸収線であることが示された 原始星の記述として間違っているものはどれか エネルギー源は重力エネルギーである 温度が低いため 主に赤外線で輝いている 中心部で核融合反応が生じると 急激に膨張して赤色巨星になる 中心部で核融合反応が生じる前に収縮が止まると 褐色矮星になる 原始星は 自己重力で星間ガスが収縮して星を形成するときに解放される重力エネルギーで輝く段階の星であり 表面温度が低いため主に赤外線を放射する したがって と は正しい記述である 質量が太陽質量の 0.0 倍より小さいと 中心部で核融合反応が起こる前にガスの圧力で収縮が止まり エネルギー源がなくなって褐色矮星となる そのため も正しい記述となる 中心部で核融合反応が始まると 原始星の収縮は止まり 星は主系列星として安定的に輝きはじめる 赤色巨星に進化するのは主系列星であり の記述が誤っているため が正解となる
第 回天文宇宙検定 級問題 解答 年 アメリカのベル電話研究所のアーノ ペンジャスとロバート ウィルソンが雑音電波の調査中に あらゆる方向からやってくる謎の電波をとらえた この正体は何か 天の川銀河の星間電波 活動銀河 C0 からの電波 宇宙背景輻射 ( 放射 ) 常に降り注ぐ流星からの電波 宇宙背景輻射 ( 放射 ) は 0 年代にジョージ ガモフらによって予言され 年にアーノ ペンジャスとロバート ウィルソンがアンテナの雑音を減らす研究中に偶然発見した この発見によって ペンジャスとウィルソンは 年にノーベル物理学賞を受賞した 我々の銀河系は 局部銀河群という銀河の集まりの中にある この銀河群に属する銀河の数はどの程度か 数個 数十個 数百個 数千個 我々の銀河系は アンドロメダ銀河 (M) さんかく座の渦巻銀河 (M) などを含む 数十個ほどの銀河が数百万光年の範囲に広がっており これを局部銀河群という 銀河群は数個 ~ 数十個程度の銀河の集まりで 銀河が数百 ~ 数千集まると 銀河団と呼ばれる 日本が太陽暦に移行したのはいつか 南北朝時代 安土桃山時代 江戸時代 明治時代 じょうきょう古来日本では中国暦が使われ 江戸時代の貞享改暦で 日本独自の暦が作られたが いずれも太陰太陽暦であ る 明治 年になって 太陰太陽暦から太陽暦 ( グレゴリオ 暦 ) に改暦され 明治 年 月 日が明治 年 月 日となっ た 図の宇宙船は 00 年に JAXA が打ち上げた IKAROS( イカロス ) である これは 何を実証するためのものか ソーラーセイル 光子ロケット ラムロケット レーザーロケット 00 年に JAXA が打ち上げた小型ソーラー電力セイル実証機 IKAROS は 史上初のソーラーセイルと セイルに貼りつけた薄膜の太陽電池による太陽光発電の宇宙実証を行った ソーラーセイルは太陽風ではなく 光子の反射によって生じる反作用によって推進している 太陽光を十分に受けることができれば 燃料を消費することなく 加速することができる 初速が小さくても 大きな加速が必要な天体まで移動できるのが利点である また 帆の角度を変えることで進行方向も程度変化させることができる 0 系外惑星の大気にオゾンが検出された場合 その惑星の生命の存在について どのような可能性があるか ただし 生命の発生過程は地球と同じと考える 光合成生物の存在を示唆するバイオマーカーとしての可能性 紫外線が非常に強いため生命の存在は否定的な証拠 その惑星に原始的な生命が発生しつつある証拠 オゾンは有毒なので生命の存在は否定的な証拠 オゾンは 酸素原子が つ組み合わさった分子であり 酸素分子が豊富にある証拠ともなる 酸素は 光合成を行う生物がいない環境下では大量に作られ難いので オゾンが存在する = 光合成生物の存在を示唆することになる 0 太陽の中心核 表面 コロナの各温度で正しい組み合わせはどれか 中心核 : 約 00 万 K 表面 : 約 000 K コロナ : 約 00 万 K 中心核 : 約 00 万 K 表面 : 約 000 K コロナ : 約 0 万 K 中心核 : 約 0 万 K 表面 : 約 000 K コロナ : 約 00 万 K 中心核 : 約 0 万 K 表面 : 約 000 K コロナ : 約 0 万 K ガスが濃く集まって 中心の温度が 000 万 K を超えると水素の核融合反応が起こり 恒星となる 太陽の中心部は約 00 万 K 表面は約 000 K で コロナは光球よりも外側にもかかわらず約 00 万 K という高温になっている
第 回天文宇宙検定 級問題 解答 近年の火星探査の成果には目覚ましいものがある 火星地表での水の氷の存在を示す次の画像はどの探査機が撮影したものか 選択肢のいずれも米 NASA の火星探査機で キュリオシティは 0 年 月 日に着陸した探査車 フェニックスは 00 年 月 日に火星の北極地域に着陸した ロボット アームで北極域の地表を掘った際の写真が今回のもの リコネサンス オービターは火星を周回する探査衛星 ポーラー ランダーは 年 月 日に火星に到達したが 着陸には失敗した 火星探査ローバー キュリオシティ フェニックス マーズ ランダー マーズ リコネサンス オービター マーズ ポーラー ランダー つの星の等級 m m (m <m とする ) 明るさを L L (L >L ) とすると どのような式が成り立つか 明るさが 00 倍違えば 等級は 等変わる 等級は数値が小さいほど明るいので 例えば m =( 等級 ) m = ( 等級 ) L /L =00( 倍 ) とすれば だけが成り立つ Ⅰ 型超新星爆発の記述として正しいものはどれか 白色矮星がその限界質量を超えたときに起こる大爆発である 超新星爆発が起こるとき 星の中心部にはケイ素や鉄といった重い元素が形成されている 超新星爆発の後 中心部には中性子星やブラックホールが形成される おうし座のかに星雲は Ⅰ 型超新星爆発後に生じた代表的な超新星残骸である 連星系をつくっている星が赤色巨星に進化する段階で その外層の一部が もう一方の白色矮星に降り積もり 白色矮星の限界質量 ( 太陽の質量のおよそ. 倍 ) を超えたときに起こす大爆発が Ⅰ 型超新星爆発 ( 厳密には Ⅰa 型 ) であり 中心部には何も残らない したがって が正解である はすべて Ⅱ 型超新星爆発について述べたものである 散開星団の天球での分布はどれか ( 図は モルワイデ図法で世界地図のように展開している 中心は銀河系中心の方向 楕円の長径は天の川に沿った方向にある ) 散開星団は 私たちの銀河系の銀河円盤と呼ばれる部分に存在するため 天球分布は天の川に沿って分布する は球状星団の分布で 銀河系中心部に集中し ハローの部分にも見られる はダミーである 00 万パーセク (= メガパーセク ) の距離にある銀河の後退速度は 約 0km/s になると見積もられている おとめ座銀河団の後退速度はおよそ 00km/s である この銀河団まではおよそ何メガパーセクか 00 メガパーセク 0 メガパーセク メガパーセク 0. メガパーセク 銀河の後退速度は 銀河系からの距離に比例している これをハッブルの法則という 求める距離は 00 km/s/ 0 km/s/ メガパーセク = 約 0 メガパーセクになる ほとんどの銀河が銀河系から遠ざかっていることから 宇宙が膨張していると解釈されている
第 回天文宇宙検定 級問題 解答 日本は江戸時代まで 中国の暦を輸入して使用してきた これにつ じょうきょうれき日本独自の暦として最初に採用されたのは 貞享暦であ いて間違って述べたものはどれか じゅじれきる これは 中国の授時暦を参考にして渋川春海 しぶかわはるみが作っ た大和暦で 年に採用され 年号にあわせて貞享暦と 白村江の戦いで中国に敗れた後 中国の暦を採用した よかんせい呼ばれた 寛政の改暦は 貞享暦より00 年後の 年 せんみょうれき 宣命暦は00 年以上も採用され続けていた たかはしよしときらが担当した に高橋至時 たかはしよしときによる寛政 高橋至時 かんせいの改暦によって初めて日本独自の暦が採 用された 選択肢 宣命暦 は 宣明暦 の誤植でした 訂正し 中国の授時暦 じゅじれきじょうきょうれきは日本独自の貞享暦 を作る際に参考にされた てお詫び申し上げます 地球観測衛星 だいち 号 は 約 分かけて地球を 周し 日間隔で同じ地域の上空をほぼ同じ時間帯に通過する だいち 号 の軌道はどれか 静止軌道 同期軌道 太陽同期準回帰軌道 準天頂軌道 だいち 号 など多くの地球観測衛星は 地球の表面にあたる太陽の角度が同じになる ( 太陽同期軌道 ) という条件のもと 定期的に同じ地域の観測が行える軌道 ( 準回帰軌道 ) をとっており この軌道を太陽同期準回帰軌道という 地球上の全生物の共通祖先はどのような性質をもっていたと考えられるか 酸素を必要とする好気性の超好熱菌 酸素を嫌う嫌気性の超好熱菌 酸素を嫌う嫌気性の古細菌 酸素を必要とする好気性の古細菌 酸素は初期の地球にはほとんど存在せず また細胞や DNA を傷つける危険な物質であった そのため初期の生物は酸素を嫌う嫌気性であったと考えられている また 系統樹の根元あたりの生物は高熱環境を好む超好熱菌であった よって が正解となる 古細菌は現生の生物の一分類 ( ドメイン ) で 古 という字が使われているが 真正細菌よりは新しく 真核生物に近いと考えられている 0 0 下のグラフは フレアのエネルギーと発生頻度を示す 太陽型星の巨大フレアを表しているのはどれか 超大規模なフレアをスーパーフレアと呼び ケプラー宇宙望遠鏡による観測から 太陽に似たタイプの星でも巨大なフレアが起きていることがわかった グラフのようにフレアは規模が大きいほど 発生頻度が小さい 研究者の見積もりでは 最大級の太陽フレアより 00 倍大きなフレアは 00 年に 回発生する可能性があると言われ そのときには地球にも甚大な被害が及ぶ可能性がある なお はマイクロフレア は太陽フレア は κcet と EK Dra 星のフレアを示す 小惑星帯にある天体を全部合わせると どれくらいになるか 月より小さい 火星 地球 地球 個分 火星と木星の間に惑星がない理由として 太陽系の形成の過程で木星軌道のすぐ内側では微惑星の軌道が乱されお互いが衝突して小惑星となった と考えられている しかし 小惑星帯の天体を合わせても月に満たない大きさなので もともと材料が少なかったためではないかとも言われている
第 回天文宇宙検定 級問題 解答 次の表はうさぎ座 β 星としし座 γ 星の B 等級と V 等級のデータである これらの星で 肉眼で明るく見える星 (A) と 表面温度が高い星 (B) の組み合わせとして正しいものはどれか 色指数 B -V を求めると うさぎ座 β 星は B -V =0. しし座 γ 星は B -V =. である 目で見た等級は V 等級に近く 等級の値の小さい方が明るいので 明るく見えるのはしし座 γ 星である また 表面温度が高いほど色指数の値は小さくなるため 表面温度が高いのはうさぎ座 β 星である したがって が正解となる A: うさぎ座 β 星 B: うさぎ座 β 星 A: うさぎ座 β 星 B: しし座 γ 星 A: しし座 γ 星 B: うさぎ座 β 星 A: しし座 γ 星 B: しし座 γ 星 宇宙の膨張速度は 今後どのようになっていくと考えられているか だんだん大きくなる だんだん小さくなる 周期的に大きくなったり 小さくなったりする 一定である ビッグバンによる膨張では 宇宙に存在する物質の重力によって宇宙の膨張速度はだんだん小さくなる ところが 観測から膨張速度はだんだん大きくなっていることがわかった この加速膨張の原因は不明であるが 宇宙空間にはダークエネルギーが満ちていて 空間を加速膨張させる斥力の効果を持っていると推測されている ホーマン軌道を正しく説明しているのはどれか 最短時間で地球から他の惑星に到達できる 最小のエネルギーで地球から他の惑星に到達できる 最短距離で地球から他の惑星に到達できる 地球の公転軌道に平行な軌道である ホーマン軌道は 同一軌道面にある つの円軌道間を移る軌道の つである 全体としては遠回りに見えるが 円軌道の中心の天体 ( 太陽 ) の引力に逆らわない軌道の接線方向に 回ずつの計 回加速 減速をすることで 最小のエネルギーで目的の天体に到着することができる 現在の惑星探査機は ホーマン軌道よりも打ち上げ速度を上げ 打ち上げ方向を少し変えることで飛行日数を減らす準ホーマン軌道が用いられる 次の図は 植生などの反射スペクトルを示したものである A B C はそれぞれ何に相当するか 正しい組み合わせを選べ まず このスペクトル図は 植生と B 土壌の反射スペクトルの違いを表したものであり 植生によりいかにスペクトルが変わるかを示している 植生で特徴的なのは A のレッドエッジと C のクロロフィルのこぶである レッドエッジは赤色の光を植物が光合成のために強力に吸収している波長帯を示している 0 A: レッドエッジ B: 土壌 B: レッドエッジ A: 土壌 C: レッドエッジ B: クロロフィルのこぶ A: クロロフィルのこぶ C: 土壌 次のうち 太陽磁場の発見に関係しないのはだれか ジョージ ヘール ピーター ゼーマン ノーマン ロッキャー ピエール ジャンサン 0 年 ジョージ ヘールはそれぞれ独立して行われていたノーマン ロッキャーによる観測結果とピーター ゼーマンの実験結果とを結び付け 太陽黒点に 000~000 ガウスの磁場があることを突き止めた ピエール ジャンサンは 年に太陽スペクトル中から新元素ヘリウムを発見した人物
第 回天文宇宙検定 級問題 解答 図は宇宙 地球 人体の元素の存在比 ( 重量比 ) のグラフである 正しい組み合わせはどれか 水素とヘリウムは宇宙初期の元素合成でできているので 現在でも圧倒的に存在比が高い よってハは宇宙 また人体の 0% は水 (H O) で 水分子 個あたりの O の重量は H の約 倍になるので イが人体 鉄の核をもつ地球はロ イ : 宇宙ロ : 人体ハ : 地球 イ : 地球ロ : 宇宙ハ : 人体 イ : 人体ロ : 地球ハ : 宇宙 イ : 地球ロ : 人体ハ : 宇宙 太陽の質量の 倍の主系列星が赤色巨星に進化する段階で 表面温度が 万 K から 000K に下がったが この間 光度はほぼ一定であった 表面温度が 000K になったときの星の半径は 万 K のときの半径のおよそ何倍になったか 倍 倍 倍 倍 ステファン ボルツマンの法則から 星の半径をR 表面温度をT ステファン ボルツマン定数をσとすると 光度 L はL =π σ R T で与えられる 光度が一定であるから 半径は表面温度の 乗に反比例する 表面温度が 万 Kから000 Kに下がった場合 表面温度は/となるため 半径は = 倍となり が正解となる なお この星の 万 Kのときの絶対等級を- 等級 太陽の絶対等級を 等級 太陽の表面温度を000 Kとすると 光度は太陽の0 倍となる 半径は光度の/ 乗に比例し 表面温度の 乗に反比例するので この星の 万 Kのときの半径は 太陽半径の 0 (000/0000) =00 0. = 倍になる したがって 000 Kのときの半径は 太陽半径の = 倍となり 赤色巨星となっていることがわかる ダークマターの正体は 0 年現在わかっていないが ある種の素粒子ではないかと考えられている これを検出するための実験装置として正しいものはどれか ハッブル宇宙望遠鏡 XMASS 検出器 LIGO ケプラー宇宙望遠鏡 ハッブル宇宙望遠鏡による精密観測で ダークマターの分布などが調べられている ただし ダークマターそのものの正体を調べる実験ということだと XMASS 検出器などとなる LIGO は重力波検出器 ケプラー宇宙望遠鏡は系外惑星検出専用の望遠鏡である 0 天体物理学と現在いわれているものは 科学史上のある業績を契機にしたものである それは何か ニュートンの万有引力の法則など力学の形成 力学計算による海王星の発見補助 ハッブルによる膨張宇宙の発見 フラウンホーファーによる太陽光の分光吸収線の発見 天文学は長らく 天体の位置ならびに移動を予測する学問であった これに対して 天体の光を分析することで 天体の表面物質の組成などを知ることができる分光学の出現は 天文学のありようを大きく変えた また分光学は天体の移動についてもデータを出すことができ ハッブルの膨張宇宙の発見もそれによるものである 液体ロケットの歴史で間違っているものはどれか 液体ロケットを考案したのはロシアのコンスタンチン ツィオルコフスキーである 液体ロケットの飛行実験を初めて実施したのは アメリカのロバート ゴダードである ロバート ゴダードは燃料として液体酸素と液体水素を用いた ウェルナー フォン ブラウンはドイツ軍用ロケット V- の発射に成功した ロバート ゴダードは 年に液体酸素とガソリンを燃料 ( 燃焼剤がガソリン 酸化剤が液体酸素 ) とする液体ロケットの飛行実験を行った
第 回天文宇宙検定 級問題 解答 次のグラフは A~D の 種類の発見法別に系外惑星の発見数の推移を示したものである 近年 B の発見法による数が非常多くなっているが これは次の何にあたるか ケプラー宇宙望遠鏡は 系外惑星発見を主目的にした望遠鏡ではくちょう座の一部の領域をモニター観測することにより惑星が親星の前を通過する ( トランジット ) による減光をとらえ多数の系外惑星を発見した 現在は機器の一部故障で観測方法を変えている なお も実際に行われているが 発見数はそれほど多くない のアマチュアを含む小型望遠鏡で可能なのはマイクロレンズ法ではなく トランジット法である 0 ハッブル宇宙望遠鏡による直接観測法による発見 アマチュアを含む小型望遠鏡によるマイクロレンズ法による発見 日本の岡山天体物理観測所を含むドップラー法による発見 ケプラー宇宙望遠鏡によるトランジット法による発見 次の語句の命名者の組み合わせで正しいのはどれか A: ビッグバン B: インフレーション C: ブラックホール A: フレッド ホイル B: アラン グース C: ジョン ホイーラー A: ジョージ ガモフ B: 佐藤勝彦 C: スティーブン ホーキング A: フレッド ホイル B: 佐藤勝彦 C: スティーブン ホーキング A: ジョージ ガモフ B: アラン グース C: ジョン ホイーラー ビッグバンは定常宇宙論者のフレッド ホイルが膨張宇宙論を揶揄してそう呼んだ 宇宙のごく初期の指数関数的膨張を佐藤勝彦とアラン グースは独立に提唱し アラン グースが使ったインフレーションが一般的に使われるようになった ブラックホールはジョン ホイーラーが 年にはじめて使っている 地球から金星が最も明るく見えるのは 次の図中のどこに金星が位置しているときか 金星は内合と外合の間で見かけの大きさが大きく変わり また満ち欠けをして見えるため 単純に近いときに明るく見えるわけではない 金星が最も明るく見えるのは 大きさと形の兼ね合いで 内合と 最大離角の中頃で 太めの三日月形をしている のときだ 太陽スペクトルに見られる D 線とは何か スペクトル型が D であることを意味する ナトリウムの出すスペクトル線である 太陽スペクトルの発見者の頭文字に由来する D バンドに見られるスペクトル線である 太陽スペクトルの ABC と言うスペクトル線は ヨゼフ フォン フラウンホーファーが発見して名付けた名称であり D 線は ナトリウムの暗線 ( 吸収線 ) に相当する 0
第 回天文宇宙検定 級問題 解答 次の元素の中で 天文学で用いる重元素ではない元素はどれか ヘリウム (He) 炭素 (C) 酸素 (O) 鉄 (Fe) 一般に重元素とは銀やカドミウムといった原子量が非常に大きな元素を指す しかし 天文学では元素の起源という観点で区分し 宇宙初期に存在した水素 (H) とヘリウム (He) 以外の元素をひとまとめにして重元素と呼ぶ したがって が正解となる なお 重元素は星の内部と超新星爆発によってつくられた 銀河系の回転曲線は 太陽系の惑星の公転速度と異なり 銀河系の外側ではおおむね一定になる これは何を示しているか 銀河系の中心か 銀河円盤部に質量が集中していれば 回転速度は外側ほど遅くなるはずだが 実際にはほぼ一定となっている これは 光や電波では見えないダークマター ( 暗黒物質 ) が銀河全体を包み込むようにハロー領域まで存在するからであると考えられているが その正体は明らかではない 銀河系の質量の大部分は 中心付近に集中している 銀河系の質量の大部分は バルジと銀河円盤部にある 光や電波では見えない未知の物質が 銀河系の特にハローにある アンドロメダ銀河の重力の影響を強く受けている 現在 国際宇宙ステーションの長期滞在は カ月という制約がある その最大の理由は何か 無重力状態で体力が維持できなくなるため 精神的 心理的限界を考慮して 宇宙線による被曝量を考慮して 多数国の宇宙飛行士にチャンスを与えるため 挙げたいずれも 長期間の滞在に制限を加えるものだが 当面 カ月としている最大の理由は 宇宙線による被曝量を考慮してである 国際宇宙ステーションでは 日で地上の半年分の被曝がある アミノ酸や核酸などの有機分子には D 型と L 型がある 地球の生体は L 型のアミノ酸だけを使っている これについて述べた文で間違っているものはどれか L 型の方が D 型より倍以上生成されやすい 生体は D 型のアミノ酸を吸収することはできない 核酸は D 型のみが使われている 生体の核酸は片方の型だけが使われたおかげで二重らせん構造がとれる アミノ酸や核酸などの有機分子を合成すると L 型も D 型も等量が生成される L 型と D 型はそれぞれ同じ型のものが結合して より複雑で巨大なタンパク質や DNA を作っている なので L 型のアミノ酸でできた生体は L 型のアミノ酸のみが使用できる D 型が来ても不良部品となり使えない すなわち吸収できないのである ただ そうなら D 型のアミノ酸ばかりの生体が半分あっても不思議ではないが それはほとんどない その理由として考えられているのが アミノ酸は特定の円偏光した光の元では 片方の型ばかりが生成される性質があり そういう環境があったとは考えられる ただ 地球上ではそれは考えにくいので 宇宙空間でそうした環境があり そこでできた L 型アミノ酸が降ってきて 地球に生体を作ったという説もある 0 0 ニュートリノについて述べた文として 間違っているものはどれか 太陽内部の核融合反応で発生するニュートリノは 理論的に予想される発生数の / ほどしか観測されない 超新星爆発では 大量のニュートリノが放出される 年に大マゼラン雲で発生した超新星からのニュートリノが ニュートリノ検出器カミオカンデによって検出された 我々の体をニュートリノが通り抜けるとき 遺伝子を破壊してがんなどの病気を引き起こすことがある ニュートリノは素粒子の一種だが 他の素粒子とほとんど相互作用を起こさない粒子である そのため 毎秒数兆個ものニュートリノが我々の体を通り抜けているが 非常に相互作用が弱いため 体内の原子とニュートリノが反応することはない したがって が誤った記述となり 正解となる 他は正しい記述である