INTERSTELLAR MEDIUM / 見えない材料
星間物質と宇宙のガス
星と星のすき間は空っぽ？ 光の種類を変えると、見えなかったガスや塵の手がかりが現れる。
30秒でわかる答え
星と星の間には、非常に薄いガスと小さな固体粒子（塵）が広がっています。暗く見える雲は塵が奥の星の光をさえぎっていることがあり、近赤外線では奥が見えやすくなります。中性水素は波長21cmの電波でも探れます。
- 21cm電波
- 約1,420MHz中性水素（HI）の超微細構造遷移
- 塵の役割
- 遮光・放射可視光を弱め、赤外線で放射する
- 星間物質
- ガス＋塵温度・密度・電離状態は場所ごとに違う
ILLUSTRATED JOURNEY
見えないのではなく、見る方法が違う
同じ場所を別の光で調べる考え方。色は理解用に割り当てたもので、観測の実際の色ではありません。
黒い雲は何を隠している？
冷たい雲の中の塵は背景の星の可視光を吸収・散乱します。暗い場所にも物質はあります。
暗い領域＝物質ゼロ、ではない。
赤外線なら奥が見えやすい
近赤外線は可視光より塵の影響を受けにくく、隠れていた恒星が見える場合があります。遠赤外線では冷たい塵自身の放射も観測できます。
近赤外線と遠赤外線では、分かることが違います。
21cm電波で水素を探る
中性水素が出す21cm線を観測すると、可視光では見えないガスの分布・運動を調べられます。
21cm線は、分子状水素（H₂）を直接写す方法ではありません。
TOUCH AND DISCOVER
同じ宇宙を、3つの波長で見比べる
可視光・近赤外線・21cm電波を切り替えます。「暗い＝空っぽ」ではないことに注目してください。
同じ領域を比較するための創作図です。NASA/ESAなどの観測画像ではありません。
WAVELENGTH SWITCH
どの光で調べる？
21cm電波は、主に中性原子水素（HI）を調べる方法です。分子状水素（H₂）を直接写したものではありません。近赤外線と21cm電波の色は擬似色です。
LEARN AT YOUR LEVEL
宇宙のふしぎを、もう少し。
入門から少し専門的な話題まで。4つの段階で、知っておきたいポイントを短く紹介します。
星の間にも材料がある
真っ黒に見えても、ガスや塵が存在する場合があります。
- 星と星の間は、地上の空気と比べると非常に薄いものの、まったくの空っぽではありません。
- 星間物質は星の誕生・進化を考える手がかりです。
ガス、塵、分子雲を区別
星間物質には主に水素・ヘリウムなどのガスと少量の塵があります。
- 冷たい分子雲には主にH₂が含まれ、星形成と深い関係があります。
- 紫外線を受けて電離したガス、中性原子ガス、分子ガスなど状態は一様ではありません。
望遠鏡は波長で役割が変わる
可視光、赤外線、電波では見える対象や物理量が違います。
- 塵による減光は波長に依存し、近赤外線で奥の星が探しやすくなります。
- 中性水素の21cm輝線のドップラー偏移を使えば、ガスの速度も推定できます。
専門多相の星間物質を考える
星間物質（星間媒質）は、密度・温度・電離の度合い・磁場・乱流の異なる成分が重なり合ったものです。
中性水素 HI の21cm線: ν ≈ 1.420 GHz
- 観測される線の強さは質量に単純には比例せず、励起の条件、光学的厚さ、視線方向の積分に左右されます。
- 21cm線でHIを、CO回転線などでH₂を間接的に調べる際には変換係数とその不確実性を考慮します。
同じ領域を実際に複数の波長で観測した画像ではなく、性質の違いを見せるための教材用の模式図です。
1 QUESTION CHECK
図のあとに、1問だけ
暗黒雲の奥にある星を探すのに役立つことが多いのは？
答えを1つ選んでください。
COMMON QUESTIONS
よくある誤解
21cm電波で分子雲が全部分かる？
赤外線写真の赤い色は肉眼でも赤い？
暗黒雲は発光していないの？
科学的な前提と出典
絵と波長の切り替えは、特定の天体や実測マップではない独自の模式表現です。暗黒雲が光をさえぎること、近赤外線で奥が見えやすくなること、21cm線でHIを観測することは、それぞれ別の物理過程です。色分けと濃淡は教育用に任意に付けたものです。21cm線で冷たい分子状水素を直接見られるわけではありません。
資料確認日：2026-10-16