ザ・サンダーボルツ勝手連 ［Tycho's Star in Theory and Practice 理論と実践におけるティコのスター（恒星）］

［Tycho's Star in Theory and Practice 理論と実践におけるティコのスター（恒星）］

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Aug 03, 2006
1572年に見られた超新星は、それ以来、いくつかの方法で理解されてきました。最新のX線観測は、それを理解するためのさらに別の方法を奨励しています。

理論はあなたが見ているものを説明するだけではありません。

それはまた、何を探すべきか、そしてそれをどのように見るかについても説明します。

事実と理論、知覚と概念のこの相互依存性により、人間は限られた理解を変化する経験に適応させることができます。

経験は単純で累積的な方法で変化しないことが多いため、理論の作成は、現在受け入れられている説明を超えて、「他に何ができるでしょうか？」と尋ねます。

最近変化した経験の1つは、ティコのスター（恒星）のこのチャンドラX線画像です。

1572年、デンマークの有名な天文学者であるティコ・ブラーエは、現在超新星と呼ばれている「新しい恒星」を見ました。

後に天文学者達が望遠鏡をティコの超新星のかすかな残骸に向けたとき、彼らはその周りに円形の高光度の雲を見ました。

恒星進化論は、超新星は、最終的に爆発してガスの殻を放出する1つの巨大な恒星として説明されています。

天文学者達はガスの殻を探しました、そして、これらの高光度の円形の雲の中で彼らはガスの殻を見ました。

しかし、彼らがより詳しく見て、より多くの超新星を見ると、高光度の円形の雲は少し異なって見え始めました―
そして時には大きく異なります―
理論が彼らが見るべきであると言った方法から。

それで、天文学者達は理論を調整し、彼らの見た目と見た目が再び一致するまで、彼らが雲をどのように見たかを再解釈しました。

今チャンドラは超新星の経験を再び変えています。

従来の理論では、依然としてガスの殻が見られると予想されていますが、殻は、ガスを数百万度に圧縮および加熱する衝撃波です。

爆発した恒星からの破片のほとんどは、衝撃波より遅れているはずです。

この画像では、ティコの超新星には2つの衝撃波（青で示されている高エネルギーフィラメント）があり、破片の雲（緑と赤で示されている低エネルギーX線）は遅れていません。

測定によると、青いX線は「非熱的」であり、「高温ガス」からのものではないことを意味します。

（百万度の温度は直接測定ではありませんが、観測されたエネルギーでX線を放出するためにガスがどれだけ熱くなければならないかに従って計算されます。）

従来の天文学者達は、理論を調整して、外部の衝撃波が原子核を宇宙線エネルギーに加速させることができると考えています。

そうすれば、この加速の結果として青いフィラメントとそれに続く破片を見ると、見ることと見ることは再び調和する可能性があります。

しかし、他に何か出来る事はないでしょうか？

プラズマ理論は、超新星を、それらを駆動する銀河のバークランド電流の不安定性を発達させる恒星達として説明しています。
〈https://takaakifukatsu.hatenablog.jp/entry/2021/07/08/120100〉

太陽の不安定な二重層（DL・ダブルレイヤー）が爆発してフレアになるのと同じように、1つの恒星全体を含む二重層（DL・ダブルレイヤー）爆発して超新星になります。
〈https://takaakifukatsu.hatenablog.jp/entry/2021/07/10/074017〉

このエネルギーは、主に電流の軸に沿ったイオンの加速、および非熱放射、特にラジオおよびX線放射で放出されます。

[余談ですが、従来の理論では、温度が数百万度のすべてのものをプラズマと見なしていることに注意してください（ただし、電気的特性は無視されます）。

その温度では、すべての原子は完全にイオン化され、それらの原子核は適切にイオンと呼ばれます。

しかし、それらのイオン達は電場によって加速されます。

「核」は、それらを速く動かすために極端な衝撃波を必要とします。

したがって、理論は、何を探すべきか、それをどのように見るかだけでなく、それを説明するためにどの単語を使用するかも指示します。]

プラズマ天文学者達は、この画像で、電流の軸に沿って見た砂時計の形をした放電を確認します。

青いリングは、放電を駆動する管状のバークランド電流の外側にあります。

彼らは、それがらせん状のフィラメントとほぼ等間隔の輝点で構成されていることに気づきました、これは、実験室での実験やプラズマ放電のコンピューターシミュレーションで観察された動作です。

彼らは、緑と赤の破片が気泡や細胞に凝集していることに気づきました、これは、プラズマのもう1つの典型的な動作です。

これにより、放電時に「カリフラワーのような」表面が生成されます。

横から見ると、ティコの超新星はりゅうこつ座イータによく似ているでしょう。
〈https://takaakifukatsu.hatenablog.jp/entry/2021/05/20/163519〉

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Aug 03, 2006
A supernova seen in 1572 has been understood in several ways since then. The latest x-ray observations encourage still another way to understand it.
1572年に見られた超新星は、それ以来、いくつかの方法で理解されてきました。最新のX線観測は、それを理解するためのさらに別の方法を奨励しています。

A theory doesn’t just explain what you see.
理論はあなたが見ているものを説明するだけではありません。

It also tells you what to look for and how to see it.
それはまた、何を探すべきか、そしてそれをどのように見るかについても説明します。

This interdependency of fact and theory, of perception and conception, enables human beings to adapt their limited understandings to changing experiences.
事実と理論、知覚と概念のこの相互依存性により、人間は限られた理解を変化する経験に適応させることができます。

Because experiences often don’t change in a straightforward and cumulative way, theory-making extends beyond the currently accepted explanations to ask “What else could it be?”
経験は単純で累積的な方法で変化しないことが多いため、理論の作成は、現在受け入れられている説明を超えて、「他に何ができるでしょうか？」と尋ねます。

One recent changing experience is this Chandra x-ray image of Tycho’s Star.
最近変化した経験の1つは、ティコのスター（恒星）のこのチャンドラX線画像です。

In 1572, Tycho Brahe, the famous Danish astronomer, saw a “new star,” what we now call a supernova.
1572年、デンマークの有名な天文学者であるティコ・ブラーエは、現在超新星と呼ばれている「新しい恒星」を見ました。

When later astronomers turned their telescopes on the faint remnant of Tycho’s supernova, they saw a circular cloud of luminosity around it.
後に天文学者達が望遠鏡をティコの超新星のかすかな残骸に向けたとき、彼らはその周りに円形の高光度の雲を見ました。

The theory of stellar evolution explains supernovas as massive stars that eventually explode and throw off a shell of gas.
恒星進化論は、超新星は、最終的に爆発してガスの殻を放出する1つの巨大な恒星として説明されています。

Astronomers looked for shells of gas, and in these circular clouds of luminosity they saw shells of gas.
天文学者達はガスの殻を探しました、そして、これらの高光度の円形の雲の中で彼らはガスの殻を見ました。

But as they looked more closely and looked at more supernovas, the circular clouds of luminosity began to look a little different—
and sometimes a lot different—
from how the theory said they should look.
しかし、彼らがより詳しく見て、より多くの超新星を見ると、高光度の円形の雲は少し異なって見え始めました―
そして時には大きく異なります―
理論が彼らが見るべきであると言った方法から。

So the astronomers adjusted the theory and they reinterpreted how they saw the clouds until their looking and seeing were again in agreement.
それで、天文学者達は理論を調整し、彼らの見た目と見た目が再び一致するまで、彼らが雲をどのように見たかを再解釈しました。

Now Chandra is changing the experience of supernovas again.
今チャンドラは超新星の経験を再び変えています。

Conventional theory still expects to see shells of gas, but the shells are shock waves that compress and heat the gas to millions of degrees.
従来の理論では、依然としてガスの殻が見られると予想されていますが、殻は、ガスを数百万度に圧縮および加熱する衝撃波です。

Most of the debris from the exploded star should lag behind the shock wave.
爆発した恒星からの破片のほとんどは、衝撃波より遅れているはずです。

In this image, Tycho’s supernova has two shock waves (the high-energy filaments, shown in blue), and the cloud of debris (lower-energy x-rays, shown in green and red) is not lagging behind.
この画像では、ティコの超新星には2つの衝撃波（青で示されている高エネルギーフィラメント）があり、破片の雲（緑と赤で示されている低エネルギーX線）は遅れていません。

Measurements indicate that the blue x-rays are “non-thermal,” which means that they’re not coming from “hot gas.”
測定によると、青いX線は「非熱的」であり、「高温ガス」からのものではないことを意味します。

(The million-degree temperature is not a direct measurement but is calculated according to how hot a gas must be to emit x-rays with the observed energy.)
（百万度の温度は直接測定ではありませんが、観測されたエネルギーでX線を放出するためにガスがどれだけ熱くなければならないかに従って計算されます。）

Conventional astronomers think that they can adjust the theory to make the outside shock wave accelerate the nuclei of atoms to cosmic ray energies.
従来の天文学者達は、理論を調整して、外部の衝撃波が原子核を宇宙線エネルギーに加速させることができると考えています。

Then if they see the blue filaments and the close-following debris as the results of this acceleration, looking and seeing may again harmonize.
そうすれば、この加速の結果として青いフィラメントとそれに続く破片を見ると、見ることと見ることは再び調和する可能性があります。

But what else could it be?
しかし、他に何か出来る事はないでしょうか？

Plasma theory explains supernovas as stars that develop instabilities in the galactic Birkeland currents driving them.
プラズマ理論は、超新星を、それらを駆動する銀河のバークランド電流の不安定性を発達させる恒星達として説明しています。
〈https://takaakifukatsu.hatenablog.jp/entry/2021/07/08/120100〉

In the same way that an unstable double layer (DL) on the Sun explodes into a flare, a DL that encompasses an entire star explodes into a supernova.
太陽の不安定な二重層（DL・ダブルレイヤー）が爆発してフレアになるのと同じように、1つの恒星全体を含む二重層（DL・ダブルレイヤー）爆発して超新星になります。
〈https://takaakifukatsu.hatenablog.jp/entry/2021/07/10/074017〉

The energy is released in the acceleration of ions, primarily along the axis of the current, and in non-thermal radiation, especially radio and x-ray emission.
このエネルギーは、主に電流の軸に沿ったイオンの加速、および非熱放射、特にラジオおよびX線放射で放出されます。

[As an aside, it’s amusing to note that conventional theory considers anything with a temperature of millions of degrees to be a plasma (although it ignores electrical properties).
[余談ですが、従来の理論では、温度が数百万度のすべてのものをプラズマと見なしていることに注意してください（ただし、電気的特性は無視されます）。

At that temperature, all atoms are fully ionized and their nuclei are properly called ions.
その温度では、すべての原子は完全にイオン化され、それらの原子核は適切にイオンと呼ばれます。

But ions are accelerated by electric fields.
しかし、それらのイオン達は電場によって加速されます。

“Nuclei” require extreme shock waves to get them to move fast.
「核」は、それらを速く動かすために極端な衝撃波を必要とします。

Thus the theory dictates not only what to look for and how to see it but also which words to use to describe it.]
したがって、理論は、何を探すべきか、それをどのように見るかだけでなく、それを説明するためにどの単語を使用するかも指示します。]

Plasma astronomers see in this image an hourglass-shaped discharge viewed down the axis of the current.
プラズマ天文学者達は、この画像で、電流の軸に沿って見た砂時計の形をした放電を確認します。

The blue ring is the outside of the tubular Birkeland current driving the discharge.
青いリングは、放電を駆動する管状のバークランド電流の外側にあります。

They notice that it’s composed of spiraling filaments and more or less evenly spaced bright spots, behavior that’s observed in laboratory experiments and computer simulations of plasma discharges.
彼らは、それがらせん状のフィラメントとほぼ等間隔の輝点で構成されていることに気づきました、これは、実験室での実験やプラズマ放電のコンピューターシミュレーションで観察された動作です。

They notice that the green and red debris is clumped into bubbles or cells, another typical behavior of plasma.
彼らは、緑と赤の破片が気泡や細胞に凝集していることに気づきました、これは、プラズマのもう1つの典型的な動作です。

This produces a “cauliflower-like” surface on the discharge.
これにより、放電時に「カリフラワーのような」表面が生成されます。

If seen from the side, Tycho’s supernova would probably look a lot likeEta Carinae.
横から見ると、ティコの超新星はりゅうこつ座イータによく似ているでしょう。
〈https://takaakifukatsu.hatenablog.jp/entry/2021/05/20/163519〉