関西学院大学理工学部物理学科の佐野圭博士研究員と松浦周二教授は、星間ダストによる星の散乱光がもつ銀緯依存性の謎を解明しました。

　晴れた日に窓際から差し込む光の筋がほこりの散乱によってみえる「チンダル現象」と同じように、天の川に漂う星間ダストの雲は星々の光を散乱し淡く光ります。同研究チームはこれまでに、近赤外線で星間ダストの光散乱の強さが銀緯 注1) により変化することを発見しましたが、その原因は不明でした。今回の研究では、星間ダストによる光散乱の異方性や星間ダストの温度を考慮することで、光散乱の強さの銀緯依存性を説明できることがわかりました。この成果は、星間ダストの性質の解明に寄与するだけでなく、将来的には近赤外線の宇宙背景放射 注2) の測定に役立つことが期待されます。

　この研究成果は11月1日（米国東部時間）に学術誌「アストロフィジカルジャーナル」に掲載されました。

※注１～２

ポイント

・天の川に漂う星間ダスト(固体微粒子)の存在は、様々な観測から疑いないものとなっています。しかし、その実体は誰も目にしたことがなくサイズや組成について確定的な情報がありません。

・星間ダストの雲は、星々からの可視光や近赤外線を散乱して淡く光るとともに、星々の光を吸収してあたためられ遠赤外線の熱放射を出します。

・私たちはこれまでに、星間ダストによる光散乱の相対的な強さ（散乱光と熱放射の強さの比）が天の川方向に近づくにつれ大きくなることを発見しました。しかし、その原因は不明でした。

・今回の研究では、熱放射は星間ダストから等方的に放出されるのに対し、光散乱は星間ダストのサイズや組成によって強い異方性をもつことに初めて着目した結果、両者の強さの比に関する観測された銀緯依存性をモデル計算で再現することに成功しました。これは、モデル計算で仮定した星間ダストのサイズや組成が妥当なものであることを示しています。

・星間ダストによる散乱光と熱放射は、太陽系内のダスト放射（黄道光注3））に比べて暗いため、その明るさを正確に測定することが困難です。より詳細に星間ダストの性質を調べるにはさらに高い精度での観測が必要になります。

※注３

2.研究内容と成果

　従来の散乱光と熱放射のモデルでは、星間ダストによる散乱の異方性や温度の分布が考慮されていないという問題がありました。そこで本研究では散乱光と熱放射の新たなモデルを構築し、観測された銀緯依存性を説明可能かどうか調べました。

　星間ダストによる光散乱は等方的ではなく異方性をもつことが知られており、その度合いはダストの大きさと光の波長に依存します。本研究では、最新の星間ダストモデルから予想される散乱の異方性を考慮して散乱光の明るさを計算しました。また、星間ダストによる熱放射はその温度に依存するため、プランク衛星によって得られた最新の全天温度マップに基づいて熱放射成分のモデルを作成しました。散乱光と熱放射の両方の銀緯依存性を考慮したモデルによって、観測された銀緯依存性を説明することに成功しました（図２）。

　星間ダストは近赤外線の宇宙背景放射の前景光のひとつです。したがって、宇宙背景放射を測定するためには、星間ダストによる散乱光を除去する必要があります。今回得られた散乱光の銀緯依存性の結果は、宇宙背景放射の測定においても重要です。