その日の午後の天才的なアイデアにより、タイム誌は彼をガリレオと比較した。

シュミット氏は、50年以上にわたる学術研究のキャリアの中で、その並外れた才能、鋭い直感、先進的な思考、ロマンチックな感情、そして不屈の意志によって人類の宇宙探査に多大な貢献を果たし、当然の栄誉も獲得しました。彼は安らかに眠れるだろう。

著者 |王山琴

2022年9月17日、天文学の分野で傑出した天文学者であり伝説的人物であったマールテン・シュミット（1929年 - 2022年）が92歳で亡くなりました。

マーティン・シュミット。画像出典: [1]

輝かしい経歴を持つ若く有望な男

シュミットは1929年12月28日にオランダのフローニンゲンで生まれました。父親のヴィルヘルム・シュミットは政府の会計士であり、母親のアニー・ヴィルヘルミナ・シュミットは主婦であった。 [2]

シュミットの叔父は薬剤師であり、アマチュア天文学者でもあった。彼の指導の下、シュミットは2つのレンズと紙管を使って望遠鏡を製作しました。第二次世界大戦中の停電のおかげで、彼は街の中心部から星を観察することができた。彼は見つけられる限りの天文学の本を探し出して読んだ。 [2]

1949年、シュミットはフローニンゲン大学で学士号を取得し、1年後に修士号を取得しました。その後、シュミットはオランダのライデン大学天文台に入学し、天文学の巨匠ヤン・ヘンドリック・オールト（1900-1992）の指導の下で博士号を取得しました。

博士課程の学生だったシュミットは、ケニアで1年間過ごし、星を観察し、その位置を測定した。この任務を終えた後、シュミット氏はライデン大学天文台に戻り、電波望遠鏡システムを使用して天の川の渦巻き腕にある水素分子雲から放射される21センチメートルのスペクトル線を観測し、天の川の形態図を描きました。

1955年、シュミットはコーネリア・トムと結婚した。 [2] 彼らにはアンネ・シュミット、マリーケ・シュミット、エリザベス・シュミットの3人の娘がいた。 [3]

1956年、シュミットは天文学の博士号を取得し、論文のテーマは21cmのスペクトル線の観測による天の川の質量分布の決定でした。

その後の 2 年間、シュミットはカーネギー研究員としてウィルソン山天文台とパロマー天文台で働きました。これは今日のポスドク研究に似ています。この奇妙な響きのユニットは、旧ウィルソン山天文台とパロマー天文台の合併によって形成されました。

1958年、シュミットはライデン大学に戻った。 1年後、彼はウィルソン・パロマー天文台に雇われ、カリフォルニア工科大学で准教授として勤務した。 [3] 当時、パロマー天文台には200インチ（5.08メートル）のヘール望遠鏡があり、これは当時世界最大かつ最強の光学望遠鏡でした。天文学では、「光学的」とは可視光を指します。

1945 年 12 月の研磨された状態のヘール望遠鏡の主鏡。重量を軽減するために、背面はハニカム構造にくり抜かれています。画像出典: [4]

1959年、シュミットは星間ガスの密度とその中での星形成率を結びつける論文[5]を発表しました。この結果は「シュミットの法則」として知られています。当時、シュミットは30歳未満でした。

シュミットの論文は星形成理論に大きな影響を与え、現在までに少なくとも2000回引用されています。

謎の電波源、謎の「星」

同僚の電波天文学者トーマス・A・マシューズの影響を受けて、シュミットは電波源の分野に足を踏み入れ始めました。いわゆるラジオはラジオです。電波源とは、電波を放射する天体のことを指します。

1950 年代以降、電波天文学は繁栄しました。電波天文学者は空に多くの電波源を発見しました。ケンブリッジ大学の天文学者グループは、それらを表にまとめ、更新し続けている。

1959 年に、この星カタログは更新され、「第 3 ケンブリッジ電波源カタログ」として出版されました。これは有名な「3C カタログ」で、3 は 3 番目、C はケンブリッジを表します。 3C テーブル内のすべての無線ソース番号は「3C」で始まります。

これらの電波源は天文学者にとって大きな関心事であり、彼らは光学望遠鏡でそれらの画像を撮影し、光学的対応物を特定しようとしています。

1960年の春、シュミットの同僚ルドルフ・ミンコフスキー（1895-1976）[注1]は、ヘール望遠鏡による観測に基づいて、3C表の3C 295が銀河であることを確認した。その赤方偏移は0.461[6]で、これは銀河の赤方偏移のこれまでの記録の2倍であった。強い電波を放射するこのタイプの銀河は「電波銀河」と呼ばれます。

1960 年の夏、マシューズはアラン・サンデージ (1926-2010) に近づき、彼が周回していた 10 個の一見小さな電波源をヘール望遠鏡で観測し、それが電波銀河であるかどうかを判断できるようにしたいと考えました。 [7]

アラン・サンデージ。画像出典: [8]

1960 年 9 月、サンデージはヘール望遠鏡を使用して、表の 48 番目の電波源である 3C 48 を観測し、星雲のような小さな物質の束に囲まれた、約 16 等級の恒星に似た青い天体を検出しました。マシューズ氏とサンデージ氏は両者とも、これが前例のない「ラジオスター」だと信じていた。 [7]

16 等星は、ほとんどの人が見ることができる最も暗い星 (6 等星) よりも 10,000 倍暗いですが、ヘール望遠鏡の「目」では明らかに明るく見えます。

サンデージはスペクトルを採取し、スペクトル内のいくつかの輝線を測定した結果、それらが実験室のスペクトル線と全く一致しないことを発見した。サンデージは、3C 48 のスペクトルを使用して、ジェシー・グリーンスタイン (1909-2002) らと通信しました。グリーンスタイン氏も明確な結論に達することができなかった。

さらに、サンデージ氏の継続的な観測により、3C 48 の光学的明るさは 14 日ごとに半分ずつ変化することが示されており、そこからその発光領域の大きさは太陽系の大きさのわずか数倍であると推測できます。この結果により、サンデージはこれが星であるとさらに確信した。

1962年、サンデージは3C表の3C 273の位置を撮影し、等級約13の明るい青色の星を発見した。これは等級16の3C 48より16倍明るい。サンデージはまた、3C 273の中央に、星雲のような物質のように光る「細い棘」を発見した。この「スピンドル」は実際には3C 273から放出されたジェットであることが今ではわかっています。[7]

ハッブル宇宙望遠鏡（「ハッブル」）のWFPC2によって撮影された3C 273（中央の明るい点）の可視光画像。中央の明るい点の左上にある柱状の縞は、そこから放射されるジェットであり、長さは約 20 万光年です。画像出典: [9]

しかし、サンデージはこの「星」とその「棘」の性質について深く考えなかった（あるいは考えなかった）。彼はまた、電波源としての 3C 273 のより正確な位置を特定することができず、したがって 3C 273 と 13 等級の「星」が正確に同じ位置にあることを証明できませんでした。

サンデージが予想していなかったのは、同僚のシュミットがすぐに彼を追い抜くということだった。

定規の背後にある独創的なアイデア

1962 年の秋、シリル ハザードと彼の協力者は、3C 273 の月食を利用して、パークスの電波望遠鏡を使用して 3C 273 のより正確な位置を決定しました。 [10] その後、彼らはその場所をマシューズに送り、マシューズはそれをシュミットに転送した。

1950 年代にジョドレルバンク天文台から観測するハザード。画像出典: [11]

シュミットは、3C 273 の正確な位置が、サンデージが小さな明るい青い「星」を発見した正確な位置と一致することを発見しました。これは、この小さな青い「星」が 3C 273 の光学的な対応物であることを意味します。天文学の嵐が来ようとしています。

1962年12月27日、シュミットはヘール望遠鏡を使って3C 273のスペクトルを撮影しました。非常に明るかったため、通常の露出時間ではフィルムが露出オーバーになってしまいました。 [12] シュミットは2回目と3回目の両方でスペクトルを取得することに成功しました。

シュミットは、3C 273 のスペクトルが非常に奇妙で、かなり幅広い輝線が 9 本あることを発見しました。その中でも、中心波長が323.9ナノメートル、503.2ナノメートル、563.2ナノメートル、579.2ナノメートルの4つの輝線が特に重要です。 459.5ナノメートルと475.3ナノメートルの2つのスペクトル線も特定されました。他の 3 つのスペクトル線の中心波長誤差範囲は比較的大きいです。

シュミット氏は、これらの輝線がどの化学元素に対応するのかを判断できなかった。それ以来、彼は何度も謎を解こうと試みたが、手がかりは得られなかった。彼は深く悩み、一時は諦めようと思ったほどでした。

ほぼ同じ時期に、シュミットの同僚であるベヴァリー・オークは、ウィルソン天文台の100インチ（254 cm）フッカー望遠鏡を使用して、3C 273のスペクトルを撮影しました。このスペクトルは、波長759.0ナノメートルの赤外線帯域で強い輝線を示していました。

1963 年 2 月 5 日月曜日の午後、シュミットは結果について考え続けるためにオフィスに来ました。スペクトルプレートを装置にセットすると、自分が確認した輝線のうち3本の分布パターンが、オークが確認した輝線と非常によく似ており、さらに水素のバルマー線系列のいくつかの線と非常によく似ていることに突然気づいた[注2]。

すると、シュミットは先祖の教えに反する考えを突然思いつきました。これらのスペクトル線は水素の輝線かもしれないが、赤い端に移動された（「赤方偏移」した）のではないか、というのです。

この一見突飛なアイデアはシュミットを不可解なほど興奮させた。彼はすぐに近くにあった粗雑な定規を見つけ、[7]その動きの量を直接測定し、3C 273の赤方偏移が0.158であることをすぐに発見した。つまり、これらのスペクトルは、波長が 0.158 倍に伸びていることを除けば、水素のスペクトル線です。

シュミットは成功を継続し、波長が確認されたすべての輝線の性質を決定しました。オークが撮影した線は、水素のバルマー線系の Hα 線でした。彼自身が確認した6つの線のうち4つは、Hβ、Hγ、Hδ、Hε線でした。 [注3、注4] 他の2つの輝線は、1回電離したマグネシウム（Mg II）と2回電離した酸素禁制線（[O III]）です。 [注5]

シュミットが測定した 3C 273 の光学スペクトル (上) と実験室での比較スペクトル (比較スペクトル、下)。青は青、赤は赤、赤方偏移は赤方偏移を意味します。下記の Hδ/410 nm、Hγ/434 nm、Hβ/486 nm は、実験室にある水素の 3 つのバルマー線とそれに対応する波長です。上記と同じ記号は、赤方偏移した位置を示しています。画像出典: [13]

シュミットは興奮しながらオフィスから出て行った。廊下を歩いていると、彼は偶然グリーンスタインに出会った。彼はすぐにその発見を後者に伝えた。グリーンスタインは、3C 48 のスペクトルが顕著な赤方偏移を示すと以前に想像していたが、それが天の川銀河の星であると確信していたため、この考えを放棄したことに突然気づいた。シュミットの研究が確認されたことで、グリーンスタイン氏はさらに自信を深めた。グリーンスタイン氏とシュミット氏は、3C 48 の赤方偏移が 0.37 であり、3C 273 の赤方偏移よりも大きいことを判定するのにわずか 5 ～ 7 分しかかかりませんでした。

彼らの話し合いの騒音に驚いたオークは、近づいて何が起こっているのか尋ねました。それから3人はオフィスに行き、数時間にわたって議論しました。赤方偏移の説明以外に何かあるのでしょうか？議論は午後6時まで続いたが、3人のうち誰も別の説明をすることができなかった。 [12] そうすると、「赤方偏移」の説明が最も自然なものとなるはずです。

6時過ぎに、3人は仕事を終えて帰ることにした。シュミットは興奮しすぎてすぐには家に帰らず、祝うためにオークと一緒にグリーンスタインの家へ行きました。夜遅く、シュミット氏は帰宅し、妻にこう言った。「オフィスで何かひどいことが起こったんだ。」 [12]

彼は後に、当時の英語の表現は正確ではなかったかもしれないと回想しているが[12]、確かに「ひどい」とは言った。おそらく彼が当時言いたかったのは「驚くべき」ということだったのでしょう。

シュミットの発見は実に驚くべきものでした。距離と観測された明るさを組み合わせると、3C 273 の明るさは太陽の約 2 兆倍 (現代の計算では 4 兆倍) と計算され、当時確認されていた最も明るい電波銀河の明るさの約 100 倍に相当します。当時、天の川銀河よりもはるかに小さい物体が銀河よりもはるかに明るいというのは本当に衝撃的でした。

それは正確には何ですか?

「銀河の中心」

シュミットはすぐに 3C 273 のスペクトルについて論じた論文を書き、その輝線を 0.158 倍赤方偏移した水素、マグネシウム、酸素の線であると解釈しました。ネイチャー誌に掲載されたこの論文のタイトルは「3C 273: 大赤方偏移の準天体」です。 [14]

実際、そのネイチャー誌には密接に関連した論文が 4 本連続して掲載されました。最初のものはHazardらによる論文でした。 1つ目は3C 273の正確な位置を測定した論文[10]、2つ目は3C 273の赤方偏移を決定したシュミットの論文[14]、3つ目は3C 273の赤外線輝線を発見したオークの論文[15]、4つ目は3C 48の赤方偏移を決定したグリーンスタインとマシューズの論文[16]でした。

1ページにも満たないこの画期的な論文で、シュミット氏は自身の観察結果を報告し、3C 273の赤方偏移は基本的に星の重力によって引き起こされる「重力赤方偏移」ではなく、宇宙の膨張によって引き起こされる「宇宙赤方偏移」であると指摘した。

シュミット氏は、3C 273 は赤方偏移が 0.158、速度が光速の 0.158 倍、つまり秒速 47,400 キロメートルの銀河の中心核であると信じていた。

シュミット氏は、3C 273 は地球から約 5 億パーセク、つまり約 16 億光年離れていると計算しました (現代のハッブル定数に基づいて計算された値は 24.4 億光年です)。シュミット氏はまた、3C 273 の直径は 1000 パーセク未満であると計算しました (3262 光年、1000 パーセクはあくまでも概算であり、正確な値ではありません)。

シュミットは3C 273の赤方偏移を正確に説明しただけでなく、それが銀河の中心核であるとも正しく推測し、大胆かつ先進的な考え方を示した。

1965年、シュミットはもう一つの重要な論文を発表し、5つの新しいクエーサーを発見したことを発表した[17]。そのうち3つは赤方偏移が1で、最も遠いものは赤方偏移が2だった。彼自身が言ったように、「これらのクエーサーは非常に明るいので、今では非常に高い赤方偏移を簡単に得ることができます。」[6]

1965年に顕微鏡を使ってスペクトルを測定するシュミット。画像出典: [18]

輪を破ることに成功した

これほど小さな天体が極めて巨大な銀河よりもはるかに明るいというのは信じられない話に聞こえるが、それは十分あり得ることだ。したがって、シュミットの発見は天文学界全体と多くの一般の人々に衝撃を与えた。

宇宙論と天文学の分野に大きな変化が突然訪れたことに人々は気づきました。シュミットは一つの戦いで有名になった。彼は後に「赤方偏移を発見した夜は素晴らしい夜だった」と回想している。[7]

1966年3月11日、シュミットはタイム誌の表紙に登場した。タイム誌はシュミットを偉大な物理学者で天文学者のガリレオ・ガリレイ（1564-1642）にたとえた。17世紀のイタリア人が科学者や神学者として同時代の人々を驚かせたのと同じように、20世紀のオランダ人も同時代の人々を驚かせたのだ。

シュミットは1966年3月11日、クエーサーを確認したことによりタイム誌の表紙を飾った。画像出典: [19]

タイム誌の力を借りて、シュミットの名声は見事に世間に広まり、メディアの人気者、有名人となった。

当時の天文学者は、これらの謎の物体を「準恒星電波源」または「準恒星物体」(QSO) と呼んでいました。 1964年、邱宏燁（1932- ）は、論文[20]の中で「準恒星電波源」という表現は長すぎると考え、単に「クエーサー」と名付けました。これは文字通り「似た恒星」を意味します。しかし、国内の天文学書では「クエーサー」とも訳されています。

1965年、サンデージは、以前に惨めに失敗した後、初めて電波を放射しないクエーサー（「電波静寂」）を発見した。 [21] 研究によれば、クエーサーの90%は電波が静かである。したがって、クエーサーには準恒星電波源が含まれています。

シュミットはその後もクエーサーの探索と観測を続け、クエーサーの確認、計数、統計、空間分布、進化、赤方偏移と距離の関係などの研究に重要な貢献を果たした。例えば、彼は宇宙におけるクエーサー生成率が赤方偏移約 2.5 のときに最大になることを発見しました。

赤方偏移とエネルギーの謎

クエーサーの発見後約10年間、その距離とエネルギー源について議論が続いていた。シュミットらは、それらの赤方偏移は「宇宙論的赤方偏移」であり、したがってそれらは非常に遠く明るい天体であると信じていました。他の天文学者たちは前者の見解に反対した。

それにもかかわらず、「宇宙論的赤方偏移」の見解が依然として支配的です。すると必然的に別の疑問が浮かび上がります。その高い明るさをどう説明するのでしょうか?

1964年、エドウィン・サルペター（1924-2008）とヤコフ・ゼルドビッチ（1914-1987）は、銀河中心の超大質量ブラックホールが周囲の物質を飲み込み、物質内の粒子が互いに擦れ合って熱を発生させ、物質を加熱することでクエーサーの高輝度を説明できるという説[22-23]を提唱した。

1969年、シュミットの下で博士研究員を務めていたドナルド・リンデン・ベル（1935-2018）は、この理論をさらに発展させ、超大質量ブラックホールは銀河の中心によく見られ、強い放射線を発する近くの銀河は古い/死んだクエーサーであると提唱した。 [24] リンデンベルは、中心にある超大質量ブラックホールと周囲の物質円盤の活動を除けば、通常の銀河、セイファート銀河、クエーサーの間に本質的な違いはないことを指摘した。

クエーサーの想像図。画像出典: [25]

しかし、当時はほとんどの天文学者や物理学者がブラックホールの存在を信じていなかったため、ブラックホールモデルは十分な説得力を持っていませんでした。そのため、1960 年代を通じて、クエーサーの赤方偏移とエネルギーの問題に関してまだコンセンサスは得られていませんでした。

それにもかかわらず、天文学者や物理学者は、たとえクエーサーがブラックホールと周囲の物質との相互作用の結果ではないとしても、銀河の中心における何らかの特殊な物理的プロセスに関連している可能性が高いと明確に感じています。

さらに、ブラックホールモデルでクエーサーを説明できるようにするために、理論物理学者はブラックホール理論をより真剣に受け止め始め、天文学者もブラックホールの存在の証拠を熱心に探し始めました。

そのため、多少混乱していた 1960 年代においても、クエーサーの発見と研究は天文学と理論物理学の発展を大きく促進しました。

確固たる証拠

クエーサーが銀河の明るい中心核であるかどうかを決定的に判断する最も簡単で強力な方法は、クエーサーが位置する銀河を探すことです。クエーサーが銀河の中心に埋め込まれているという観測的証拠が発見されれば、シュミットの考えは当然裏付けられることになるだろう。

1973年、ジェローム・クリスチャンはヘール望遠鏡を使って26個のクエーサーを撮影し、そのうちのいくつかが明らかに銀河の中心に埋め込まれていることを発見した。これは、クエーサーが銀河の中心核であるというシュミットの主張を強く裏付けています。しかし、反対派は、これらの重なりは視線上の単なる偶然である可能性があると主張する可能性があります。

1982 年、トッド A. ボロソンとオークはクエーサー 3C 48 の周囲に銀河を発見し、この銀河の赤方偏移が 3C 48 と同じであることを確認しました。これは、クエーサーの赤方偏移がまさに実際の宇宙赤方偏移であることを直接証明しています。

クエーサーは銀河の中心核です。シュミットの天才性は正しかった。

その後の観察でもシュミットの考えは確認され続けた。たとえば、コロナグラフを使用して 3C 273 の光を遮った後、ハッブルの ACS は、3C 273 が位置する銀河であるその隣の物質をはっきりと捉えました。これは 3C 273 が銀河の中心核であることを強く証明しています。たとえば、ハッブル宇宙望遠鏡のWFPC2で撮影されたクエーサー0316-346の画像では、その周囲の銀河がはっきりと見えます。

ハッブル宇宙望遠鏡による 3C 273 付近の銀河物質の ACS 画像 (左) と、ハッブル宇宙望遠鏡によるクエーサー 0316-346 の WFPC2 光学画像。左の画像では、クエーサーからの光がコロナグラフによって遮られ、周囲の銀河の物質がより見やすくなっています。画像出典：[26]（左） [27] （右）。

ハルトン・アープ（1927-2013）など、こうした確固たる事実を無視し、クエーサーの赤方偏移は宇宙の赤方偏移ではないと主張し続ける有名な天文学者もまだ数人いるが、彼らは観測による確固たる証拠を揺るがすことはできない。

赤方偏移の確固たる証拠に加えて。エネルギー問題でも大きな進展がありました。天文学者は間接的な手段を通じて、銀河の中心にブラックホールが存在することを証明した。近年、電波望遠鏡アレイは、M87と天の川銀河の中心にある超大質量ブラックホールの画像を直接撮影しました。

学術的栄誉

1964年、シュミットはカリフォルニア工科大学の教授に昇進した。

1972年から1975年まで、カリフォルニア工科大学の天文学部長を務めた。 1976年から1978年まで、カリフォルニア工科大学の数学および天文学グループの議長を務めた。

1978年から1980年にかけて、彼はウィルソン天文台とパロマー天文台から改名されたヘール天文台の所長に就任した。ウィルソン天文台とパロマー天文台は常に対立していたため、シュミットは 1980 年にヘール天文台を解散し、元の 2 つの独立したユニットに戻すことを決定しました。こうして彼はヘール天文台の最後の所長となった。

1996年、シュミットは名誉ある引退を果たした。しかし、彼は約10年間研究を続け、論文を発表し続けました。

1964 年以来、シュミットはクエーサーの特定とそのさまざまな重要な特性に関する人類の理解に対する重要な貢献により、数々の重要な賞を受賞しています。これらの賞には、1964 年のワーナー賞、1978 年のノリス ラッセル講演賞、1980 年の王立天文学会金メダル、1991 年のジェームズ クレイグ ワトソン メダル、1992 年のブルース メダル、および 2008 年の第 1 回カブリ天体物理学賞 (リンドン ベルと共同受賞) が含まれます。

2008年、シュミット氏（左）とリンドン・ベル氏（右）が第1回カブリ天体物理学賞を受賞した。画像出典: [28]

ロマンチックな感情と強い意志

クエーサーは 1960 年代の「四大発見」の 1 つとして知られています。他の 3 つは、マイクロ波背景放射、パルサー、星間分子で​​す。

トッププレイヤーがひしめき合い、競争が熾烈なパロマー山で、シュミット氏は鋭い直感とプロとしての資質で一瞬のチャンスをつかみ、クエーサーを確認した最初の人物になるという幸運に恵まれた。

それ以来、人類はさらに多くのクエーサーを発見し続け、その赤方偏移値は記録を更新し続けています。 2021年、天文学者はクエーサーJ0313–1806を発見し、その赤方偏移を7.64と測定しました。当時、宇宙の年齢はわずか6億7000万年でした（宇宙の年齢は138億年から140億年の間です）。この記録は将来すぐに更新される予定です。

シュミットのキャリアの絶頂期には、彼は暗くなってからエレベーターに乗ってヘール望遠鏡の主焦点にある「ケージ」に入っていた。エレベーターが動き出した後、彼は一晩中観察を始めました。

ヘール望遠鏡は現在も稼働中です。画像出典: [29]

少し肌寒い夜には、暖かく過ごすために衣服を重ね着するのを拒否した。寒い夜に少しだけ苦しむことで、星空観察がよりロマンチックになると信じていたからだ。彼は恋愛感情と強い意志を結び付けた。 [注8]

現在までに発見された約100万個のクエーサーのうち、シュミット氏によって確認された3C 273は特別な地位にある。確認された最初のクエーサーであるだけでなく、比較的近く（最も近いクエーサーではないが）にあり、非常に明るいため、小型望遠鏡で見ることができる唯一のクエーサーでもある。

シュミット。画像出典: [3]

シュミット氏は、50年以上にわたる学術研究のキャリアの中で、その並外れた才能、鋭い直感、先進的な思考、ロマンチックな感情、そして不屈の意志によって人類の宇宙探査に多大な貢献を果たし、当然の栄誉も獲得しました。

彼は安らかに眠れるだろう。

シュミット。画像出典: [3]

注記

[注1] 彼の叔父は相対性理論に多大な貢献をした有名な数学者ヘルマン・ミンコフスキー（1864-1909）でした。

[注2] 水素のバルマー線は、水素の電子がより高いエネルギーレベルから2番目のエネルギーレベルに遷移するときに放出されるスペクトル線です。

[注3] Hα、Hβ、Hγ、Hδ、Hε線は、水素原子の電子が第3、第4、第5、第6、第7エネルギー準位から第2エネルギー準位に遷移するときに放出されるスペクトル線です。それらの波長はそれぞれ 656.3、486.1、434.1、410.2、397.0 ナノメートルです。それぞれの色は、赤、シアン、青、紫、紫外線（無色）です。しかし、0.158倍赤方偏移しているので、759.0ナノメートル、563.2ナノメートル、503.2ナノメートル、475.3ナノメートル、459.5ナノメートルになります。

[注4] これらのスペクトル線は、実際には一度電離したヘリウム内の電子の遷移によって生成された輝線でドーピングされていると考える人もいます。一度電離したヘリウムの電子が6、8、10番目のエネルギーレベルから4番目のエネルギーレベルに遷移すると、放出されるスペクトル線の波長は656.0nm、485.9nm、433.9nmとなり、それぞれHα、Hβ、Hγ線の波長に等しくなります。しかし、それが水素であろうと、ヘリウムであろうと、あるいは水素とヘリウムの混合物であろうと、それらが赤方偏移しているという事実が問題の本質なので、シュミットの説明は影響を受けません。

[注5] 禁制線とは、地球上の実験室では生成できないが、宇宙の希薄物質では生成できる線である。禁止行を示すために角括弧が使用されます。

[注 6] 原文: これらの物体は非常に明るいため、非常に大きな赤方偏移を簡単に測定できるようになりました。

[注 7] 原文: 赤方偏移を発見した夜、それは素晴らしい展望でした...

[注8] もちろん、ロマンスは愚かさを意味するものではありません。とても寒いときでも、彼は電熱服を着ます。

参考文献/画像ソース

[1] http://phys-astro.sonoma.edu/brucemedalists/maarten-schmidt

[2] https://www.nytimes.com/2022/09/22/science/space/maarten-schmidt-dead.html

[3] https://www.caltech.edu/about/news/caltech-mourns-the-passing-of-maarten-schmidt-1929-2022

[4] ポール・カルバート、ロサンゼルス・タイムズ

[5] シュミット、M.、星形成速度、1959年、ApJ、129、243

[6] ミンコフスキー、R.、新しい遠方銀河団、1960年、ApJ、132、908

[7] デニス・O.『宇宙の孤独な心』1991年、リトル・ブラウン・アンド・カンパニー、ISBN-13: 9780316648967

[8] F.ベロ/SPLの遺産

[9] ESA/ハッブル宇宙望遠鏡とNASA

[10] ハザード、C.、マッキー、MB、シミンズ、AJ「月掩蔽法による電波源3C 273の調査」、1963年、ネイチャー、197、1037

[11] ミラー・ゴス

[12] https://www.caltech.edu/about/news/fifty-years-quasars-38937

[13] https://www.parkes.atnf.csiro.au/people/sar049/3C 273/

[14] シュミット、M. 3C 273：大きな赤方偏移を持つ星のような物体、1963年、ネイチャー、197、1040

[15] オケ、JB 3Cの光学スペクトルにおける絶対エネルギー分布273、1963Nature、197、1040

[16] グリーンスタイン、JL＆マシューズ、TA異常電波源の赤方偏移：3C 48、1963、ネイチャー、197、1041

[17] シュミット、M. 5つの準恒星源の大きな赤方偏移、1965年、ApJ、141、1295

[18] カリフォルニア工科大学アーカイブ

[19] タイム社

[20] チウ・ホンイー.重力崩壊、Physics Today、17、5、21

[21] サンデージ、A. 宇宙の主要な新構成要素の存在：準星状銀河、1965年、ApJ、141、1560

[22] サルペター、EE巨大天体による星間物質の集積、1964ApJ、140、796

[23] ゼルドヴィッチ、Ya. 1964年、ドクル生まれ。アカド。ナウク SSSR、155、67 (158、811 も)

[24] リンデンベル、D. 崩壊した古いクエーサーとしての銀河核、1969年、ネイチャー、223、690

[25] ESO/M.コーンメッサー

[26] NASA、A. マーテル（J​​HU）、H. フォード（JHU）、M. クランプン（STScI）、G. ハルティグ（STScI）、G. イリングワース（UCO/リック天文台）、ACS科学チームおよびESA

[27] ジョン・バーコール、マイク・ディズニー、NASA/ESA

[28] https://www.kavliprize.org/prizes/astrophysics/2008

[29] パロマー/カリフォルニア工科大学

制作：中国科学普及協会

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