Garik Israelian: What's inside a star?

ガリク・イスラエリアン：星の中には何がある？

翻訳: Masahiro Kyushima 校正: Natsuhiko Mizutani

I have a very difficult task.

私は非常に困難な課題を抱えています

I'm a spectroscopist.

私は分光学者です

I have to talk about astronomy without showing you

星雲や銀河といった写真を一つも見せずに

any single image of nebulae or galaxies, etc.

天文学について語らなくてはなりません

because my job is spectroscopy.

私の仕事が分光学だからです

I never deal with images.

私は写真を扱ったことがありません

But I'll try to convince you

しかし私は、分光学が

that spectroscopy is actually something which can

世界を変えうるものだと、あなた方を

change this world.

納得させてみましょう

Spectroscopy can probably answer the question,

分光学はおそらく次の質問に答えられます：

"Is there anybody out there?"

「誰かそこにいるの？」に

Are we alone? SETI.

私たちだけなの？　SETI（地球外文明探索計画）ですね

It's not very fun to do spectroscopy.

分光学の研究はそんなに面白くはありません

One of my colleagues in Bulgaria,

ブルガリアにいる私の同業者の一人、

Nevena Markova, spent about 20 years

ナヴィアナ・マルコヴァは、20年かけて

studying these profiles.

この曲線を研究しています

And she published 42 articles

この主題に関する論文を

just dedicated to the subject.

42本も発表しています

Can you imagine? Day and night, thinking,

想像できますか？　毎日毎晩、20年間、

observing, the same star for 20 years

同じ星を観察し、考える

is incredible.

信じられない

But we are crazy. We do these things.

しかし我々はイカれていて、それをやっているのです

(Laughter)

（笑）

And I'm not that far.

私はそんなに極端ではありませんが

I spent about eight months working on these profiles.

この曲線に取りかかって8ヶ月が経ちます

Because I've noticed

なぜなら、私は

a very small symmetry

この惑星の主星のスペクトルに

in the profile of one of the planet host stars.

ごくわずかな非対称性を認めたからです

And I thought, well maybe there is Lithium-6 in this star,

そして考える　ふむ　この恒星にはリチウム6が存在し、

which is an indication that this star

それはこの恒星が惑星を飲み込んだ

has swallowed a planet.

証拠かもしれない、と

Because apparently you can't have this fragile isotope

なぜなら、リチウム6のような壊れやすい同位元素は

of Lithium-6 in the atmospheres of sun-like stars.

太陽型の恒星の大気には存在し得ないからです

But you have it in planets and asteroids.

しかし惑星や小惑星になら存在する

So if you engulf planet or large number of asteroids,

だからもしその恒星が、惑星か、大量の小惑星を飲み込めば

you will have this Lithium-6 isotope

大気にリチウム6の同位元素が

in the spectrum of the star.

見つかるかもしれない

So I invested more than eight months

だから私は、8ヶ月以上も

just studying the profile of this star.

この星のリチウムの輝線を研究しているのです

And actually it's amazing,

実際それはすごいことで、

because I got phone calls from many reporters asking,

その証拠にあちこちの記者から電話を受けています：

"Have you actually seen the planet going into a star?"

「惑星が恒星に飲み込まれるのを見たのか？」と

Because they thought that if you are having a telescope,

なぜなら、望遠鏡を持っていればあなたは天文学者で、

you are an astronomer so what you are doing

つまり天文学者ならば

is actually looking in a telescope.

望遠鏡を眺めているだろう、ということです

And you might have seen the planet going into a star.

そして惑星が恒星に飲み込まれるのを見たかもしれない、と

And I was saying, "No, excuse me.

だから私は言います：「申し訳ないですが

What I see is this one."

私が見ているのはこれです」って

(Laughter)

（笑）

It's just incredible. Because nobody understood really.

信じられないよ　誰もわかってないんだから

I bet that there were very few people

きっと私が言っていることが

who really understood what I'm talking about.

わかっている人はほとんどいなかったんでしょう

Because this is the indication that the planet went into the star.

だってこれこそ、惑星が恒星に飲み込まれている証拠なのだから

It's amazing.

驚くべきことです

The power of spectroscopy

実際のところ、分光器の威力について

was actually realized

1973年にすでに気づいていたのは

by Pink Floyd already in 1973.

（ロックバンドの）ピンクフロイドでした

(Laughter)

（笑）

Because they actually said that

彼らは、スペクトルの中から

you can get any color you like

お望みのどんな色でも取り出せると

in a spectrum.

言っています

And all you need is time and money

必要なのは自分の分光器を作る

to make your spectrograph.

お金と時間だけだ、と

This is the number one high resolution,

これが、地球上で最も高解像度で

most precise spectrograph on this planet, called HARPS,

最も正確な分光器で、HARPSと呼ばれ、

which is actually used to detect

太陽系外の惑星や、恒星の大気の

extrasolar planets and sound waves

音波を発見するために

in the atmospheres of stars.

使われています

How we get spectra?

どうやってスペクトルを得るのでしょう？

I'm sure most of you know from school physics

皆さんは学校の勉強で、基本的には

that it's basically splitting a white light

白色光を分解してたくさんの色にするのだと

into colors.

習ったでしょう

And if you have a liquid hot mass,

そして、もし溶けるほど熱い物体があれば

it will produce something which we call a continuous spectrum.

それは連続スペクトルと呼ばれるものを発生しています

A hot gas is producing emission lines only,

熱いガスは輝線だけを放射し、

no continuum.

連続スペクトルは発しません

And if you place a cool gas in front of a

もし熱い物体の前に、冷たいガスを

hot source,

置くと、

you will see certain patterns

吸収線と呼ばれるものが

which we call absorption lines.

得られます　それを使って

Which is used actually to identify chemical elements

冷たい物体の化学元素を特定することができます

in a cool matter,

冷たいガスが、まさに

which is absorbing exactly at those frequencies.

その周波数の光を吸収しています

Now, what we can do with the spectra?

さて、スペクトル線でなにができるでしょう

We can actually study line-of-sight velocities

宇宙の物体の視線速度を調べることが

of cosmic objects.

できます

And we can also study chemical composition

そして恒星や銀河や星雲の

and physical parameters of stars,

化学組成と物理定数も

galaxies, nebulae.

知ることができます

A star is the most simple object.

恒星は一番簡単な物体です

In the core, we have thermonuclear reactions going on,

その中心核では熱核融合が起きていて

creating chemical elements.

いろいろな化学元素を生み出しています

And we have a cool atmosphere.

そして冷たい大気がある

It's cool for me.

私に言わせれば「冷たい」のです

Cool in my terms is three or four or five thousand degrees.

つまり3000度から5000度程度です

My colleagues in infra-red astronomy

同僚の赤外線天文学者は

call minus 200 Kelvin is cool for them.

マイナス200度くらいなら冷たいといいます

But you know, everything is relative.

すべからく相対的なわけです

So for me 5,000 degrees is pretty cool.

私には5000度はとても冷たい

(Laughter)

（笑）

This is the spectrum of the Sun --

これは太陽のスペクトルです

24,000 spectral lines,

2万4千のスペクトル線があり

and about 15 percent of these lines is not yet identified.

そのうち15パーセントはまだ同定されていません

It is amazing. So we are in the 21st century,

驚きです　21世紀なんですよ今は

and we still cannot properly understand

なのにまだ太陽のスペクトルでさえ

the spectrum of the sun.

ちゃんとわかっていないのです

Sometimes we have to deal with

時には、非常に小さな、

just one tiny, weak spectral line

弱いスペクトル線を使って

to measure the composition of that chemical element in the atmosphere.

大気中の化学元素の組成を調べる場合もあります

For instance, you see the spectral line of the gold

例えばここに見える金の吸収線は

is the only spectral line in the spectrum of the Sun.

太陽のスペクトル中、唯一の吸収線です

And we use this weak feature

この弱い線を使って

to measure the composition

太陽の大気の

of gold in the atmosphere of the Sun.

金の組成を調べるのです

And now this is a work in progress.

これはまだ作業途中です

We have been dealing with a similarly very weak feature,

私たちはまた、同様に弱い特徴である

which belongs to osmium.

オスミウムも調べています

It's a heavy element produced in thermonuclear

これは超新星の熱核爆発で生まれる

explosions of supernovae.

重い元素です

It's the only place where you can produce, actually, osmium.

オスミウムはそこでしか生成されません

Just comparing the composition of osmium

惑星を有する恒星のオスミウムの

in one of the planet host stars,

割合を比較することで

we want to understand why there is so much

なぜそこに大量にこの元素があるのかを

of this element.

理解しようとしています

Perhaps we even think that maybe

ひょっとしたら超新星爆発自体が

supernova explosions trigger formations of planets and stars.

恒星や惑星の形成の引き金だ

It can be an indication.

ということかも知れないのです

The other day, my colleague from Berkeley,

この間、バークレーの私の同業者

Gibor Basri, emailed me

ギボールバスリが、非常に興味深い

a very interesting spectrum,

スペクトルをメールしてきて

asking me, "Can you have a look at this?"

言いました：「ちょっとこれ見てくれる？」

And I couldn't sleep, next two weeks,

それから2週間、私は眠れませんでした

when I saw the huge amount of oxygen

その恒星のスペクトルに、莫大な量の

and other elements in the spectrum of the stars.

酸素その他の物質を見たからです

I knew that there is nothing like that observed in the galaxy.

銀河系にこんなものは見たことがありません

It was incredible. The only conclusion we could make from this

信じられませんでした　この事象の唯一可能な結論は

is clear evidence that there was a supernova explosion

その星系で超新星爆発が起こり、

in this system, which polluted the atmosphere

この恒星の大気を汚染した証拠だと

of this star.

いうことです

And later a black hole was formed

爆発の後に、連星系に

in a binary system,

ブラックホールが形成され

which is still there with a mass of about

太陽の約5倍の質量があることが

five solar masses.

わかっています

This was considered as first evidence that actually black holes

これは、ブラックホールが超新星爆発からできるという

come from supernovae explosions.

最初の証拠と考えられました

My colleagues, comparing composition of chemical elements

同僚は、様々な銀河の恒星の化学組成を

in different galactic stars,

比較していて

actually discovered alien stars in our galaxy.

私たちの銀河に外来の恒星を発見しました

It's amazing that you can go so far

恒星の化学組成を調べるだけで

simply studying the chemical composition of stars.

ここまでわかるのはすごいことです

They actually said that one of the stars you see in the spectra

スペクトルの中にある星の一つが

is an alien. It comes from a different galaxy.

別の銀河から来たのだ、というのです

There is interaction of galaxies. We know this.

銀河同士が干渉し合うことがあることがわかっています

And sometimes they just capture stars.

そのときに相手の星を捕まえてしまうのです

You've heard about solar flares.

太陽フレアは耳にしたことがあるでしょう

We were very surprised to discover

私たちは「スーパーフレア」を発見して

a super flare,

驚きました

a flare which is thousands of millions of times

それは太陽で見るものより

more powerful than those we see in the Sun.

何百億倍も強力です

In one of the binary stars in our galaxy

私たちの銀河にある連星系

called FH Leo,

FH Leoで

we discovered the super flare.

それが見つかりました

And later we went to study the spectral stars

後に、私たちはスペクトル線を調べ

to see is there anything strange with these objects.

その物体になにか変わったことはないか見てみました

And we found that everything is normal.

すべて正常でした

These stars are normal like the Sun. Age, everything was normal.

まるで太陽と同じ　年齢も、その他全部正常でした

So this is a mystery.

ですからこれはミステリーです

It's one of the mysteries we still have, super flares.

未だにミステリーのままです　スーパーフレアは

And there are six or seven similar cases

同様の事例が、文献には

reported in the literature.

6、7件報告されています

Now to go ahead with this,

さて、こちらに移りましょう

we really need to understand chemical evolution of the universe.

私たちは宇宙の化学的進化を理解したいと思っています

It's very complicated. I don't really want you to

それはとても複雑で、それをこの場で皆さんに

try to understand what is here.

理解してもらおうとは思っていません

(Laughter)

（笑）

But it's to show you how complicated is the whole story

むしろ、化学元素を作り出す方法の全体がいかに複雑かを

of the production of chemical elements.

お見せしたいのです

You have two channels --

二つの経路があります

the massive stars and low-mass stars --

巨星と矮星で

producing and recycling matter and chemical elements in the universe.

宇宙の物質や化学元素を生産し、またリサイクルしています

And doing this for 14 billion years,

それを140億年続けると、結果として

we end up with this picture,

この図のようになります

which is a very important graph,

これは大変重要なグラフで

showing relative abundances of chemical elements

太陽型の恒星と星間物質の

in sun-like stars

化学元素の組成の

and in the interstellar medium.

割合を示しています

So which means that it's really impossible

つまり、硫黄がシリコンの10倍、また

to find an object where you find about 10 times more sulfur than silicon,

カルシウムが酸素の5倍ある天体を見つけるのは

five times more calcium than oxygen. It's just impossible.

ものすごく困難だということです　本当に難しい

And if you find one, I will say that

そしてもし見つかったとしたら

this is something related to SETI,

それはSETIと関係があるということなのです

because naturally you can't do it.

自然の作用ではできないのですから

Doppler Effect is something very important

ドップラー効果は、基礎的な物理学からみると

from fundamental physics.

とても重要です

And this is related to the change of the frequency

それは移動している物体の

of a moving source.

周波数が変わるということです

The Doppler Effect is used to discover extrasolar planets.

ドップラー効果は太陽系外の惑星の発見に利用されまています

The precision which we need

太陽型の恒星の周りで

to discover a Jupiter-like planet

木星型の惑星を見つけるために

around a sun-like star

必要な精度は

is something like 28.4 meters per second.

毎秒28.4メートル程度です

And we need nine centimeters per second

地球型の惑星を見つけるには

to detect an Earth-like planet.

毎秒9センチメートルほどが必要です

This can be done with the future spectrographs.

これらは未来の分光器で可能になるでしょう

I, myself, I'm actually involved in the team

私自身も42メートルの

which is developing a CODEX,

E-ELT望遠鏡のための、CODEXという

high resolution, future generation spectrograph

高解像度の次世代分光器の開発に

for the 42 meter E-ELT telescope.

携わっています

And this is going to be an instrument

そしてそれが、太陽型恒星の周りに

to detect Earth-like planets

地球型惑星を発見するための

around sun-like stars.

道具となります

It is an amazing tool called astroseismology

それは天文地震学という驚くべき道具で

where we can detect sound waves

恒星の大気の中の

in the atmospheres of stars.

音波を検出できます

This is the sound of an Alpha Cen.

これがアルファケンタウリの音です

We can detect sound waves

太陽型恒星の大気の

in the atmospheres of sun-like stars.

音波を検出できるのです

Those waves have frequencies

それは、まだ誰も知らない

in infrasound domain, the sound actually nobody knows, domain.

可聴域以下の領域の周波数を持っています

Coming back to the most important question,

最も重要な質問に戻ります：

"Is there anybody out there?"

「誰かそこにいるのか？」

This is closely related

それは、惑星の地殻変動や

to tectonic and volcanic activity of planets.

火山活動の程度に関係しています

Connection between life

生命と

and radioactive nuclei

放射性核の関係は

is straightforward.

直接的です

No life without tectonic activity,

地質学的および火山学的活動性なしには

without volcanic activity.

生命はあり得ません

And we know very well that geothermal energy

地熱エネルギーの殆どが

is mostly produced by decay of uranium, thorium, and potassium.

ウラン、トリウム、カリウムなどの崩壊によることがわかっています

How to measure, if we have planets

ならばどう評価するか？　もしある惑星で

where the amount of those elements is small,

これらの元素が少ければ、

so those planets are tectonically dead,

その惑星は地質学的には「死んだ」状態で、

there cannot be life.

そこに生命はいない

If there is too much uranium or potassium or thorium,

一方、もしウラニウム、カリウム、トリウムなどが多すぎる場合も

probably, again, there would be no life.

生命は存在しないでしょう

Because can you imagine everything boiling?

なぜならあらゆるものが沸騰しているところが想像できますか？

It's too much energy on a planet.

惑星にエネルギーが過剰なのです

Now, we have been measuring abundance

さて、私たちは太陽系外の惑星を有する恒星の一つで

of thorium in one of the stars with extrasolar planets.

トリウムの量を測定しました

It's exactly the same game. A very tiny feature.

ゲームのルールは同じです　ごくわずかな特徴しかない

We are actually trying to measure this profile

このような曲線を測定し、トリウムを

and to detect thorium.

検出しようとしています

It's very tough. It's very tough.

非常に困難です　難しい

And you have to, first you have to convince yourself.

まず自分自身を納得させなくてはいけない

Then you have to convince your colleagues.

それから同業者を説得し

And then you have to convince the whole world

そののちに、全世界へ向かって

that you have actually detected something like this

100パーセク離れたどこかの惑星を有する恒星の

in the atmosphere of an extrasolar planet

大気にこういうものを発見した、と

host star somewhere in 100 parsec away from here.

納得させなくてはならないのです

It's really difficult.

非常に難しいです

But if you want to know about a life on extrasolar planets,

しかしもし太陽系外の惑星での生命について知りたければ

you have to do this job.

これをやる必要があるのです

Because you have to know how much of radioactive element you have

なぜなら、そこの系にどれだけの量の放射性物質があるかを

in those systems.

知る必要があるからです

The one way to discover about aliens

異星人について発見する一つの方法は

is to tune your radio telescope and listen to the signals.

電波望遠鏡を使って信号に聞き耳を立てることです

If you receive something interesting,

何か興味深いものが見つかるか、と

well that's what SETI does actually,

それがまあSETIがやっていることで

what SETI has been doing for many years.

長年それをやっています

I think the most promising way

一番将来性がありそうなのは

is to go for biomarkers.

バイオマーカーを探す事です

You can see the spectrum of the Earth, this Earthshine spectrum,

これは地球のスペクトルです　地球光のスペクトル

and that is a very clear signal.

非常に明瞭なシグナルです

The slope which is coming, which we call a Red Edge,

この傾いているところをレッドエッジと呼びますが、

is a detection of vegetated area.

植生のある部分を示しています

It's amazing that we can detect vegetation

光学スペクトルから植物繁茂がわかるのだから

from a spectrum.

驚きますよね

Now imagine doing this test

それを他の惑星に対して

for other planets.

あてはめたと想像してください

Now very recently, very recently,

最近、非常にごく最近、

I'm talking about last six, seven, eight months,

ここ最近の6〜8ヶ月間で、

water, methane, carbon dioxide

水、メタン、二酸化炭素が

have been detected in the spectrum

太陽系外の惑星のスペクトルから

of a planet outside the solar system.

見つかりました

It's amazing. So this is the power of spectroscopy.

驚くべき事です　これが分光学の威力です

You can actually go and detect

太陽系から、遥かに遠く離れた

and study a chemical composition of planets

惑星の化学組成を発見し、研究する事が

far, far, far from solar system.

できるのです

We have to detect oxygen or ozone

生命存在の必要条件がそこにあるかを確かめるには

to make sure that we have all necessary conditions

酸素かオゾンを検出する必要が

to have life.

あります

Cosmic miracles are something

宇宙の奇跡は

which can be related to SETI.

SETI に関係づけることができます

Now imagine an object, amazing object,

何か驚くべき天体や

or something which we cannot explain

説明不能な現象があって

when we just stand up and say,

お手あげ状態で「だめだ 物理学では

"Look, we give up. Physics doesn't work."

説明できない」となったとします

So it's something which you can always refer to SETI and say,

つまりSETIに言及し「ふむ　誰かが何かやってるに

"Well, somebody must be doing this, somehow."

違いない」というような事です

And with the known physics etc,

既知の物理法則を使ってです

it's something actually which has been pointed out

フランクドレイクが指摘し、

by Frank Drake,

何年も前にシュクロフスキーが述べたような

many years ago, and Shklovsky.

事です

If you see, in the spectrum of a planet host star,

もしも、惑星を有する恒星のスペクトルに

if you see strange chemical elements,

奇妙な化学元素を発見したら

it can be a signal from a civilization

それは文明の痕跡かもしれず

which is there and they want to signal about it.

彼らも信号を発したがっているかもしれません

They want to actually signal their presence

彼らは、実際この恒星のスペクトル線で

through these spectral lines,

彼ら自身の存在を

in the spectrum of a star, in different ways.

発信したがっているのです

There can be different ways doing this.

他の方法を使うかもしれない

One is, for instance, technetium

一例はテクネシウムで

is a radioactive element

崩壊時間が420万年の

with a decay time of 4.2 million years.

放射性元素です

If you suddenly observe technetium

もしも太陽型恒星に、突然

in a sun-like star,

テクネシウムが見つかったら

you can be sure that somebody has put this

間違いなく誰かがそれを

element in the atmosphere,

大気に放出したのです

because in a natural way it is impossible to do this.

なぜなら、自然界ではそれは起こり得ないからです

Now we are reviewing the spectra of about

我々は太陽系外惑星を持つ、約300個の恒星の

300 stars with extrasolar planets.

スペクトルを見直しています

And we are doing this job since 2000

2000年からこのプロジェクトを行っていますが

and it's a very heavy project.

非常に大きなプロジェクトです

We have been working very hard.

一生懸命研究しています

And we have some interesting cases,

その中で、まだ説明できない

candidates, so on, things which we can't really explain.

面白いケースや候補が見つかっています

And I hope in the near future

そして近い将来、それらを

we can confirm this.

確認できると期待しています

So the main question: "Are we alone?"

そこで元の問題：「我々は一人ぼっちなのか？」

I think it will not come from UFOs.

その答えはUFOからは得られないでしょう

It will not come from radio signals.

電波信号からも得られないでしょう

I think it will come from a spectrum like this.

こういうスペクトル線から答えが出るのです

It is the spectrum of a planet like Earth,

それは地球型惑星のスペクトルで

showing a presence of nitrogen dioxide,

明らかな生命の印としての

as a clear signal of life,

窒素酸化物、酸素、オゾンの

and oxygen and ozone.

存在を示すものです

If, one day, and I think it will be

もしも、15年か20年後の

within 15 years from now, or 20 years.

ある日

If we discover a spectrum like this

こんなスペクトルが見つかれば

we can be sure that there is life on that planet.

その星には生命が存在すると確信できるのです

In about five years we will discover

5年以内に、私達は

planets like Earth, around sun-like stars,

太陽からの距離が地球と同じくらいの

the same distance as the Earth from the Sun.

太陽型恒星を巡る惑星を発見するでしょう

It will take about five years.

5年くらいかかります

And then we will need another 10, 15 years

その後さらに10年か15年くらいかけて

with space projects

宇宙プロジェクトで

to get the spectra of Earth-like planets like the one I showed you.

先ほどお見せしたような地球型惑星のスペクトルが得られるでしょう

And if we see the nitrogen dioxide

そしてもし、窒素酸化物と

and oxygen,

酸素が見つかれば

I think we have the perfect E.T.

我々は完璧なE.T.を手に入れたわけです

Thank you very much.

どうもありがとう

(Applause)

（拍手）