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肉眼では見えない世界【2】【閲覧注意】「電子顕微鏡」で見るミクロの世界

肉眼では見えない世界【2】【閲覧注意】「電子顕微鏡」で見るミクロの世界

プレパラートを用いる顕微鏡、理科の授業で使用した人も多いのではないでしょうか。そうした従来の光学顕微鏡は、数千倍が限度ですが、現在のハイテク電子顕微鏡なら、なんとナノメートル単位の観察も可能です。
前回の『肉眼では見えない世界“宇宙編”』に続き、今回は“ミクロの世界”にせまってみましょう。ただし、ちょっとだけ【閲覧注意】です。

顕微鏡という異次元の“目”

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出典:Wikipedia – Sacharias Jansen

顕微鏡の発明したのは、オランダのメガネ職人だったサハリアス・ヤンセンという人物だったと伝えられています。彼は16世紀に、父親のハンスとともに2枚のレンズを組み合わせた顕微鏡の原型を発明したといわれていますが、現代の電子顕微鏡は彼らの時代のものとは大きく異なっています。

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出典:University of Alabama – Scanning Electron Microscopes

現代の顕微鏡は、「光」の代わりに「電子」を観察対象にあてることで、0.1ナノメートルに迫る分解能を持つ、ハイテク機器へと進化しました。電子顕微鏡には『走査型電子顕微鏡』や『透過型電子顕微鏡』など複数のバリエーションがありますが、いずれもミクロの世界へのアプローチを求めるという点については共通しています。
では、電子顕微鏡でしか見ることのできない極小の世界をのぞき見てみましょう!

カメムシの卵

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出典:Science Experiments – Under the Microscope: Alien Life Form Insect Eggs

病原性大腸菌

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出典:ECOS – Slowing the development of antibiotic resistance

イエダニ

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出典:Brastr – 30 microscopic images of creatures that look like alien artwork

ヒトの胚

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出典:Brastr – 30 microscopic images of creatures that look like alien artwork

ハチドリの舌先

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出典:Brastr – 30 microscopic images of creatures that look like alien artwork

蚊の頭部

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出典:Brastr – 30 microscopic images of creatures that look like alien artwork

ラン科植物の唇弁

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出典:Brastr – 30 microscopic images of creatures that look like alien artwork

ケジラミの頭部

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出典:Brastr – 30 microscopic images of creatures that look like alien artwork

ゼブラフィッシュの幼生

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出典:Brastr – 30 microscopic images of creatures that look like alien artwork

タヌキモ(タヌキモ属の水生植物)の口部

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出典:Brastr – 30 microscopic images of creatures that look like alien artwork

バクテリオファージ

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出典:Brastr – 30 microscopic images of creatures that look like alien artwork

淡水藻類

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出典:Brastr – 30 microscopic images of creatures that look like alien artwork

大麻の葉の表面

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出典:CSIRO – Amazing microscope images

アゲハ蝶の脚の先端

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出典:CSIRO – Amazing microscope images

クマムシ

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出典:WDR5 – Mikrobenmuseum in Amsterdam: Eine Bühne für Schimmel und Coli

いかがでしたでしょうか? 【閲覧注意】というだけあって、グロテスクなものや、まるでモンスターのようなものもたくさんありましたね。しかし、中には想像もつかない不思議な色合いや形状のものもあり、興味がつきないという方も少なくないのではないでしょうか。
電子顕微鏡の“目”を通して、少しだけ垣間見た、肉眼では見ることのできない世界。しかし、そこに生きる彼らの“目”には、私たちにはうかがい知ることのできない広大な世界が広がっているのかもしれません。

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【参考】
Wikipedia – 電子顕微鏡
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E5%AD%90%E9%A1%95%E5%BE%AE%E9%8F%A1

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肉眼では見えない世界【1】
ハッブル宇宙望遠鏡でたどる“大宇宙の旅”

肉眼では見えない世界【1】<br /> ハッブル宇宙望遠鏡でたどる“大宇宙の旅”

1990年4月24日にハッブル宇宙望遠鏡が打ち上げられてから、今年で25年を数えます。そこで今回は、多大な功績をあげたハッブル宇宙望遠鏡の撮影画像を中心に、建設計画が進められている30メートル望遠鏡『TMT』の未来についても考えてみましょう。

“宇宙の天文台”ハッブルの写した宇宙

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出典:ESA Hubble – Hubble in orbit

天文学者エドウィン・ハッブルの名を冠されたハッブル宇宙望遠鏡は、90年の打ち上げから現在にいたるまで、もっとも功績を挙げた宇宙望遠鏡としてその名前を不動のものとしています。
いわば「宇宙の天文台」といえるハッブル宇宙望遠鏡は、地球上の大気の制約や天候の影響を受けることなく、理想的な天体像を撮影するために計画されました。以来、ハッブル宇宙望遠鏡の撮影したさまざまな写真は、私たちを遥か宇宙のロマンへと導いてくれました。

1.へび座わし星雲『創造の柱』

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出典:Hubble Site – Picture Album: Entire Collection

へび座に位置する“わし星雲”は、低温のガスと塵でできた巨大な三本の柱状星雲です。1995年にハッブル望遠鏡によって撮影された姿は、その美しさから『創造の柱(The Pillars of Creation)』と呼ばれました。
上の画像は、ハッブルの25周年にあわせてNASAが新たに撮影したものです。20年前の画像に比べて、より解像度が増し、欠けていた右上部の角もクリアに撮影できています。

2.キャッツアイ星雲

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出典:Hubble Site – Picture Album: Entire Collection

ウィリアム・ハーシェルによって1786年2月15日に発見されたキャッツアイ星雲は、りゅう座にある惑星状星雲です。現在知られている中で、もっとも複雑な構造を持つ星雲の1つといわれています。

3.ソンブレロ銀河

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出典:Hubble Site – Picture Album: Entire Collection

おとめ座にある銀河を真横から撮影したもの。単なる渦巻き銀河ではなく、楕円銀河の中に円盤が収まった複雑な構造を持っています。

4.エクストリーム・ディープ・フィールド

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出典:Hubble Site – Picture Album: Entire Collection

ハッブルが撮影した究極の深宇宙『エクストリーム・ディープ・フィールド』は、ハッブルに搭載された掃天観測用高性能カメラ(ACS)と広域観測カメラ3(WFC3)を使用することで撮影された画像です。
なんと、5,500個を越える銀河がとらえられているそうです!

5.銀河のバラの花

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出典:Hubble Site – Picture Album: Entire Collection

3つの銀河が、たがいに引きつけあう『銀河のバラ」。大銀河とやや小さい銀河、矮小銀河の3つの銀河がそれぞれの重力の作用でゆがみ、まるでバラの花のような姿に見えます。

6.砂時計星雲

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出典:Hubble Site – Picture Album: Entire Collection

ハッブル宇宙望遠鏡が1995年に撮影した惑星状星雲の1つです。一生を終える恒星が、超新星にならずに赤色巨星となることで、放出されたガスが輝いて見えます。
砂時計の中に、こちらをじっと見つめる“目”があるように見える、そんな形が特徴的です。

7.バタフライ星雲

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出典:Hubble Site – Picture Album: Entire Collection

レースのような羽を広げるバタフライ星雲。さそり座にある双極性の惑星状星雲で、その美しい姿から“天空の蝶”とも呼ばれます。

8.もう1つの『創造の柱』

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出典:Hubble Site – Picture Album: Entire Collection

ハッブル25周年を記念し、NASAは、わし星雲の『創造の柱』を赤外線でも撮影しました。ガスを透過した星雲の姿を確認できたことで、柱の先端部分にある誕生したばかりの星の姿を見ることができます。

9.ホーグの天体

US-SPACE-NEW HUBBLE IMAGE
出典:Hubble Site – Picture Album: Entire Collection

へび座にある代表的な環状銀河の1つ『ホーグの天体』。黄色い中心核の周りを環状銀河が取り巻くという、非常に珍しい姿をしています。

10. 馬頭星雲

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出典:Hubble Site – Picture Album: Entire Collection

ハッブル望遠鏡の広視野カメラでとらえた、馬頭星雲の内部です。赤外線撮影をおこなうことで、暗い姿しか撮影できなかった馬頭星雲の新たな姿が浮き彫りになっています。

11.宇宙の打ち上げ花火

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出典:Hubble Site – Picture Album: Entire Collection

NASAは毎年記念日にはお祝い画像を公開していますが、25周年の今年選ばれたのは、りゅうこつ座の方向約20,000光年の距離に位置する『ウェスターランド2』と呼ばれる星団の画像でした。まさに打ち上げ花火のように、無数の星がきらめいています。

ハッブルも次の世代へ

そして現在、ハッブル宇宙望遠鏡の後継機となるジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が2018年の打ち上げを目指して開発が進められています。赤外線カメラを搭載したウェッブ宇宙望遠鏡は、宇宙誕生からわずか2億年後の光を集めることが可能となっています。
いずれ役目を終えるハッブルですが、ウェッブがその後を継いで、より深い宇宙の姿を私たちに示してくれることでしょう。

『30メートル望遠鏡』が挑む原子の宇宙

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出典:Thirty Meter Telescope – Thirty Meter Telescope

最後に、2024年の稼働を目指して建設中の、超大型望遠鏡『TMT (Thirty Meter Telescope)』をご紹介します。
TMTは有効口径30mという巨大な主鏡をもつ、次世代の光学赤外線超大型望遠鏡です。世界最大を誇った『すばる望遠鏡』の一枚鏡とは異なり、492枚の六角鏡を組み合わせた複合鏡を主鏡とすることで、30mという巨大な口径を実現させています。

“TMTでは、宇宙で最初の星々からなる銀河を調べます。ハッブル宇宙望遠鏡やすばる望遠鏡は、宇宙初期の銀河を多数発見してきていますが、その正体を調べるには、TMTによる分光観測や補償光学を用いた高解像度観測が威力を発揮します。これにより、宇宙の夜明けの時を見るだけでなく、理解することが可能となります。”
出典:国立天文台TMT推進室 – Thirty Meter Telescope (TMT)の概要

ビッグバン後9億年の宇宙の観測を可能とした『すばる望遠鏡』。しかしTMTは、暗黒時代と呼ばれる宇宙誕生後30万年から3億年の姿まで、確認することが期待されています。
そこにあるのは、宇宙で初めて生まれた星「ファーストスター」の姿です。TMTにより、私たちは初めて、宇宙誕生の姿を目にすることになるのかもしれません。

▼『幻想的』な写真ならこちらもオススメ!
まるで『グリム童話』の世界。色覚障害を持つカメラマンが写しだす風景が幻想的

【参考】
Hubble Site – Picture Album: Entire Collection
http://hubblesite.org/gallery/album/entire/
国立天文台TMT推進室 – Thirty Meter Telescope (TMT)の概要
http://tmt.mtk.nao.ac.jp/intro-j.html
三菱電機サイエンスサイト – 暗黒時代を突き抜けろ! 次世代超大型望遠鏡TMTとは
http://www.mitsubishielectric.co.jp/dspace/column/c1010_2.html

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