★「あすか」の見た暗黒物質
まるで透明人間みたいに，重さはあるが見えない物質 −− 宇宙には，そんな謎の「暗黒物質」が存在するらしい。存在するどころか，その暗黒物質は宇宙の物質の９割近くを占め，日常おなじみの「見える物質」は，じつはゴミみたいなものらしい。このショッキングな話は，50年以上も科学者を悩ませてきた。
暗黒物質は，どんな電磁波でも検出できない。そんなものがなぜ認識できるかというと，暗黒物質の作る重力が，「見える物質」に影響を及ぼすためである。たとえば，太陽系やその近くでは，暗黒物質の証拠は乏しい。ところが視野を広げ，銀河系の全体やよその渦巻き銀河を眺めると，事情は一変する。渦巻き銀河の中心部には多くの星が集まり，明るく輝いている。もし質量も銀河の中心部に集中しているなら，渦巻き銀河の回転速度も，外側ほど遅くなっているだろう。これは惑星の公転速度が，太陽から離れるにつれて遅くなるのと同じ理屈である。ところが多くの渦巻き銀河で，実測された回転速度は，なんと中心から端までほとんど一定である。これは暗黒物質の作る大きな球が個々の銀河を取りまいていることを意味する。
星が集まって銀河を作るように，銀河も数十ないし数百個が集まり，銀河団という集団を作る。銀河団の内部の広大な空間には，銀河が点在するとともに，数千万〜１億度という超高温の電離ガスが充満し，その量は星の質量をしのぐ。このガスはＸ線を放射するため，Ｘ線観測の絶好の対象となる。図に「あすか」でみた銀河団の例を示した。このようにＸ線の画像からガスの広がりが，またＸ線スペクトルからガスの温度がわかると，ガスを銀河団につなぎ止めるのに必要な重力の強さがわかり，その源としての総質量が計算できる。こうして過去15年にわたるＸ線観測を通じて，銀河団には星とガスの和より１桁も多い質量が含まれることがわかってきた。すなわち，銀河だけでなく，銀河団にも大量の暗黒物質が存在するのである。
では，銀河と銀河団の暗黒物質はどんな関係なのだろう。
(A) 暗黒物質は銀河団の内部に滑らかに分布し，その一部を切り取って眺めたものが銀河の暗黒物質にすぎないのだろうか。
それとも，
(B) 銀河団には銀河団の暗黒物質があり，またその中の個々の銀河には、それらに固有の暗黒物質が付随しているのだろうか。
これは、暗黒物質の正体にかかわる重大な問題だが，未解決のままだった。そこで登場したのが「あすか」である。「てんま」や「ぎんが」は優れたＸ線スペクトル機能をもち，アインシュタイン衛星やロ−サット衛星は，Ｘ線の撮像に優れていた。しかし，両方の能力を兼備しているのは，「あすか」が最初である。
「あすか」で観測を重ねた結果，上の (B) が正解らしいとわかってきた。たとえば図の「ろ座」銀河団では，Ｘ線放射が銀河団の全体に大きく広がるとともに，その中心にある２つの楕円銀河のまわりで，一段と強くなっている。これらの楕円銀河は，自分たちの暗黒物質をもつため，そこでは重力が強まり，結果として銀河団の平均よりずっと多くの高温ガスが引きつけられたらしい。いいかえると，暗黒物質は銀河団の全体に希薄に広く分布すると同時に，個々の銀河の周囲では，暗黒物質の密度が格段に高くなっているのである。こうした特徴は，「暗黒物質の階層構造」と呼ばれている。
では，銀河に付随する暗黒物質と，銀河団に付随する暗黒物質は，同じものだろうか。残念ながら，これは現時点では不明である。たとえば銀河の周りの暗黒物質は，核融合を起こすに至らなかった多数の暗い星 （褐色わい星）から成り，銀河団の暗黒物質は，未知の重い素粒子から成るのかもしれない。あるいはそうした素粒子が，２つの異なる空間スケ−ルで分布しているのかもしれない。答は今後の研究にかかっている。
(a) 「あすか」ＧＩＳ装置でえられた，ろ座銀河団のＸ線マップ。Ｘ線放射は銀河団の全体を満たすとともに，中心の二つの銀河の周辺で強くなっている。
(b) (a)のデータを２本の線に沿って切り出し，解析した結果，暗黒物質が二つの異なるスケールに分布していることが発見された。この図はその結果を模式的に示したもの。
（東京大学工学部・牧島一夫）
6月24日(月）奥田文部大臣が本所を視察された。同行は中西審議官,早田研究機関課長，所側は西田所長，松尾企画調整主幹以下が対応。概要説明ののち昼食をはさんで所内をご案内。折よくクリ-ンル-ムに勢揃いしていたＭＵＳＥＳ-Ｂ,ＬＵＮＡＲ-Ａのフライトモデル,ＰＬＡＮＥＴ-Ｂの熱構造モデルを間近で見ていただくことができた。「ようこう」管制室では観測の成果と国際協力の雰囲気を、深宇宙管制室では遥かなる深宇宙探査機運用の現場を(ここは急遽スケジュ-ルに組み込んだのであるが,ここでも折よく「あすか」が入感)，と短時間の中でバランスよくご視察頂けたと思う。