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第7回試験問題へのご質問に対する回答No.2

解答速報を受けて頂戴したご質問には、ブログにて御回答申し上げましたが、

その回答に対して、さらに御質問を頂戴しました。

「2級・問6」と「1級・問40」について、以下の通り御回答申し上げます。

 

■2級・問6
【質問】
設問には、「可能性が最も高いもの」とありますが、

2級公式テキストのどこに最も可能性が高い旨記載されているのでしょうか?

また、可能性は確率とも捉えられますので、

回答候補の確率(可能性)はそれぞれ何パーセント程度と考えられる結果、

(4)が答えになったのか、ご教示くださいますよう、お願い申し上げます。

(ご質問の原文より抜粋・一部改変)

 

【回答】
ご指摘、ありがとうございます。

さて、星間塵については、P85・プラスワン下段の「星間空間にあるもの」のところで、

「星間塵は固体微粒子であり、その大きさは約0.2μm以下である。

ケイ酸塩鉱物(シリケイト)や石墨(グラファイト)からなるといわれているが、

必ずしも明らかでない。』と記載されています。

「必ずしも明らかでない」という文言はありますが、

この可能性が最も高いということで、具体的な物質の表記になっています。

揮発性物質が凍っていることも考えられなくはないですが、

そのような物質だけが純粋に存在しているとは考えにくく、

存在しているとしても、ケイ酸塩鉱物や石墨の塵に混じって存在していると考えられ、

白い煙を出す(②)やサンプルが蒸発してなくなってしまう(③)ことは考えにくいということで、

④を正解にしています。

なお、可能性についての具体的数値は提示できませんが、④以外の可能性はきわめて低いと考えています。

なお、星間空間での元素の存在比(個数比)は、水素とヘリウムを除けば、多い順に、

酸素>炭素>窒素~ネオン>マグネシウム~ケイ素~鉄(~はぼぼ同じ)の順になっており(図表5-10)、

結合しやすい物質としてケイ酸塩(主にケイ素と酸素)、石墨(炭素)があり、

これらが星間塵をつくっていると考えられています。

 

■1級・問40
【質問】

出題のスペクトル図は『超・宇宙を解く』P28図6.4で紹介されている3C 273で、

このスペクトルがシンクロトロン放射でのスペクトルであることがはっきりしていれば、

(1)のシンクロトロン放射という選択肢で正しいと思います。

しかしながら、現在のところ、3C 273からのスペクトルはシンクロトロン放射、

あるいは逆コンプトン過程で形成されていると考えられており、その理由としては、

スペクトル観測からはべき乗型スペクトルを発生させる機構からの放射であるとまでしか

推定できないからではないでしょうか?

出題の図のようなスペクトルは、なにもシンクロトロン放射からのスペクトル以外にあり得ないわけではなく、

べき乗型スペクトルを発生させる、シンクロトロン放射や、逆コンプトン過程からでも形成されるわけです。

換言すると、シンクロトロン放射を含む、べき乗型スペクトルを発生させる機構であれば、

このようなスペクトル図になるわけです。

少なくとも私は、(1)にシンクロトロン放射、という選択肢があって、

(4)にシンクロトロン放射や逆コンプトン過程などべき乗型スペクトルを発生させる機構、という選択肢がある中で、

図のようなスペクトルを形成するのはどのような機構からか、との設問に対して答える際に、

「3C 273からのスペクトルはシンクロトロン放射、あるいは逆コンプトン過程で形成されていると考えられている」

とのテキストの記述を思い出し、逆コンプトン過程からの可能性もあるので、(4)を選んだのです。

(解答速報に)「「べき乗型スペクトル発生機構」という呼び方はない」、との指摘もありましたが、

選択肢には専門用語として確立したものだけを並べたとの限定はないので、

一般論としての言い方も含めて表現しているとの理解では誤りとまで言えるのでしょうか?

このように考えると、(1)が正解、というのが腑に落ちないのです。(ご質問の原文より抜粋・一部改変)

 

【回答】
「図のような両対数のスペクトル図で直線状になるスペクトルは、どのような機構で形成されるか。」

という出題文にあるように、ここは、あくまで例示として出したもので、

3C273自体のスペクトル発生機構を尋ねている題意ではありません。

また同様に、機構を尋ねているので、

選択肢の中に、シンクロトロン放射と逆コンプトン過程の両方があれば、

どちらも正解になりますが、シンクロトロン放射しかないので、

①が正解ということになります。

また仮に、図(3C273)のスペクトルを形成している機構を尋ねた問題だと、

②の黒体輻射もスペクトルの一部を形成しているので正解となります。

視覚的にわかりやすくしようと例示したため、

3C273の具体的なケースまで、活動銀河の章等まで含め、

よく勉強されていると、かえって混乱を招いてしまいましたが、

あくまでも、べき乗型スペクトルの例示として出しているということで、

ご了解いただきたいところです。

しかしながら、いただいた御指摘も理にかなっており、

(4)の「べき乗スペクトル発生機構」という専門用語はありませんが、意味として、

(4)を日本語として「べき乗型スペクトルを発生させる機構」と捉えることもできますので、

選択肢として不明瞭であったとの結論に至りました。

よって、問40につきましても全員正解とさせていただきます。

 

第7回 天文宇宙検定試験を台風の影響で欠席された方々へ

このたびの台風で被害にあわれました方々に、心よりお見舞い申し上げます。台風の影響で、第7回天文宇宙検定試験にご参加いただけなかった方々へ、ご報告申し上げます。

当日の交通機関の乱れ等により、試験への参加を見送られた方々への受験料の返金・次回への繰り越しにつきましては、お申し込み時にご了承いただきました「お申し込み時の注意事項」に記載のとおり、応じかねますので、何卒ご了承のほどお願い申し上げます。

【お申し込み時の注意事項】
https://www.kentei-uketsuke.com/sys/astro-test/entry
※赤字部分をご参照ください。

その他、ご不明な点がございましたら、天文宇宙検定事務局までお問い合わせフォーム(https://www.kentei-uketsuke.com/contacts/person)からご連絡をお願いします。

第7回試験問題へのご質問に対する回答

本日現在、試験問題について、いくつかのご指摘・ご質問を頂戴しております。
ありがとうございます。
以下のとおり、回答申し上げます。

■2級・問21
次のうち、スケールの比率が最も小さいものはどれか。
(1)銀河系サイズとオールトの雲サイズの比率
(2)人間サイズと富士山サイズの比率
(3)宇宙全体サイズと宇宙の大規模構造の比率
(4)銀河団サイズと星団サイズの比率

【正答】
(3)→全員正解

【解説】
この問題では、物体や天体の大まかなサイズ・スケールの比率を問うている。とらえ方によって10倍以上の違いはでるが、大づかみに理解するのが重要である。また指数表現も使うことで慣れておくとよい。(1)銀河系は1020mのサイズ、オールトの雲は1016mのサイズなので、比率は104m(1万)倍。(2)人間は、10mのサイズ、富士山は104mのサイズなので、比率は104(1万)倍。(4)銀河団は1022mのサイズ、星団は1018mのサイズなので、比率は104m(1万)倍、である。これらはとらえ方や個別の天体によってサイズは10倍程度は軽く違うこともある。一方、(3)宇宙全体のサイズ 1026mと、大規模構造サイズ 1024mは100倍程度であり、他の天体や物体同士のサイズ・スケールの比率より明らかに小さい。したがって、正答は(3)である。

【質問】
正答は(3)宇宙全体サイズと宇宙の大規模構造の比率となっていますが、「観測可能な宇宙のサイズ」との比率であれば正答例のとおりで正しいと思いますが、宇宙そのもののサイズは無限と考えられるため、問題どおりの記載では(3)は正答になり得ないのではないかと思っております。上記についてどう考えればよろしいでしょうか。

【回答】
選択肢(3)の「宇宙全体サイズ」について、(観測可能な)宇宙全体サイズという意図で出題いたしましたが、選択肢として正確な表現ではありませんでしたので、この問題を全員正解といたします。

■2級・問37
日本は江戸時代まで、中国の暦を輸入して使用してきた。これについて間違って述べたものはどれか。
(1)白村江の戦いで中国に敗れた後、中国の暦を採用した
(2)宣命暦は800年以上も採用され続けていた
(3)高橋至時による寛政の改暦によって初めて日本独自の暦が採用された
(4)中国の授時暦は日本独自の貞享暦を作る際に参考にされた

【正答】
(3)

【解説】
日本独自の暦として最初に採用されたのは、貞享暦である。これは、中国の授時暦を参考にして渋川春海が作った大和暦で1684年に採用され、年号にあわせて貞享暦と呼ばれた。寛政の改暦は、貞享暦より100年後の1797年に高橋至時らが担当した。

【質問】
正答が(3)となっておりますが、(2)も正答となると思います。(2)の文章で、「宣命暦」と表示されておりますが、公式テキストは「宣明暦」と記載されております。

【回答】
選択肢(2)「宣命暦」は「宣明暦」の誤植でした。訂正してお詫び申し上げます。

■1級・問8
宇宙には重力は及ぼすものの光などの電磁波を放射しない暗黒物質(ダークマター)が存在している。現在、ダークマターの最も有力な候補と考えられているものはどれか。
(1)冷たくなった白色矮星や小惑星などのバリオン物質
(2)ブラックホール
(3)ニュートリノ
(4)未知の素粒子

【正答】
(4)→全員正解

【解説】
マイクロ重力レンズなどの観測から、白色矮星やブラックホールなどの巨視的な天体はダークマターの一部ではあるかもしれないものの、主な候補としては絶対量が足りないことがわかっている。またダークマターが銀河や銀河団などと同じ広がりをもっていることなどから、ニュートリノも不適切である。現在可能性として残っているのは、アキシオンやニュートラリーノなど、素粒子の標準モデルには含まれない未知の素粒子である。

【質問】
正答は(4)未知の素粒子となっていますが、『超・宇宙を解く』初版1刷P208の1行目に、「このダークマターの正体については、ニュートリノ、未知の素粒子、ブラックホール、暗い小天体(中性子星、白色矮星、褐色矮星、惑星)など、いくつかの候補があがって来たが、そのほとんどが否定的な結果しか得られておらず、現在もまだ謎のままである」との記述があり、正誤表もありません。テキストを信頼して勉強した私としては、選択肢なしとしか思えませんし、まだ未知の素粒子が有力候補として学会で認知されているとも思えません(一部の学者・研究機関が主張しているのみ)。

【回答】
選択肢の(1)(2)(3)は、ほぼ否定されているため、消去法から正答は(4)未知の素粒子となりますが、未知の素粒子についても、まだ解明されていないため、解なしとも受け取れます。そのため、この問題を全員正解といたします。

■1級・問19
2017年は、パルサーと呼ばれる天体が発見されてから50年になる。パルサーは、高速に回転する星から、灯台のサーチライトのように規則的に電波を発している。パルサー発見に関するもののうち、誤っているものを選べ。
(1)第一発見者のジョスリン・ベルは学生だったが、指導教授のアントニー・ヒューイッシュとともにノーベル物理学賞を受賞した
(2)規則的な電波の原因を宇宙人からの信号だと考えた発見者は、信号を「緑の小人1号」と呼んだ
(3)パルサーが中性子星と考えられている理由は、小さくて硬い物質でなければ高速回転を説明できないからである
(4)現在では20万個以上が発見されていて、パルスの周期は1.4ミリ秒から8.5秒のものまで知られている

【正答】
(1)→全員正解

【解説】
1974年のノーベル物理学賞は、電波天文学の開拓者という功績でマーティン・ライルとヒューイッシュ二人への贈賞だったが、パルサーに関連してはヒューイッシュだけであった。

【質問】
誤っている文章は(1)が正答とのことで、これは確かにそうですが、(4)も誤っている文章ではないでしょうか。(4)には、20万個以上が「発見」されていると書かれていますが、20万個というのは銀河系内に存在すると予想される数であって、実際に発見されているのは2000個程度なのではないでしょうか。そうするとこの文章は誤りでこちらも正答ということになります。

【回答】
選択肢(4)「現在では20万個以上が発見されていて」は、「現在では銀河系内に20万個以上あると予想されていて」の間違いでした。正答が(1)と(4)になるため、本問題を無効とし、全員正解にいたします。

■1級・問40
図のような両対数のスペクトル図で直線状になるスペクトルは、どのような機構で形成されるか。
(図は割愛、解答速報でご確認ください:http://www.astro-test.org/answer_flash7_2017/)
(1)シンクロトロン放射
(2)黒体輻射
(3)束縛-束縛遷移
(4)べき乗型スペクトル発生機構

【正答】
(1)

【解説】
磁場の中に相対論的速度で運動する高エネルギー電子が飛び込んでくると、磁場によって軌道を曲げられ加速運動を起こし、その結果、連続的な電磁波が放射される。これをシンクロトロン放射(磁気制動放射)と呼ぶ。シンクロトロン放射は一般的に、図のような、べき乗型スペクトルになる。熱せられた物質から放射されるのが黒体輻射で、黒体輻射は物質の温度に対応したスペクトルのピークをもつ。原子内のエネルギー状態の変化で生じる束縛-束縛遷移では、輝線または吸収線が生じる。(4)は図のようなスペクトルの形状をべき乗型スペクトルと呼ぶが、べき乗型スペクトル発生機構という呼び方はない。

【質問】
正答は(1)シンクロトロン放射となっていますが、出題のスペクトル図は『超・宇宙を解く』P28図6.4で紹介されている3C 273で、『超・宇宙を解く』P211に「このべき乗型スペクトルはシンクロトロン放射、あるいは逆コンプトン過程で形成されていると考えられている」と記載されています。『超・宇宙を解く』に準拠すれば、正答は「シンクロトロン放射あるいは逆コンプトン過程」となり、それらを総称して「べき乗型スペクトル発生機構」とまとめざるを得ないのではないでしょうか。『超・宇宙を解く』に「シンクロトロン放射あるいは逆コンプトン過程」と書いてある以上、シンクロトロン放射だけを正答としては誤りなので、「べき乗型スペクトル発生機構」とまとめざるを得ないと考えましたがいかがでしょうか。

【回答】
シンクロトロン放射“と”逆コンプトン過程ではなく、シンクロトロン放射、あるいは逆コンプトン過程のように、あるいは、で並んでいる表現なので、日本語表現からは片方だけで成り立つものであり、シンクロトロン放射だけでも正答になります(他の選択肢に、逆コンプトン過程があれば、いけませんが)。したがって、問40の正答は現状のままとさせていただきます。

4級合格者アンケート

本日の合格者アンケートのご紹介は、

昨年の4級合格者の方々をご紹介。

 

なお、スペースの都合上、

掲載文は、原文通りではありません。

御了承ください。

 


■4級合格者:匿名様

検定に向けた学習期間は?

6カ月以上

1日の平均勉強時間は?

1時間以内

どのような勉強法を行いましたか?

公式テキストや公式問題集を使って勉強。

ノートにまとめて、時間があれば、

何度も復習した。

これから検定の勉強を始める方へメッセージ

検定では、公式テキストの細かい所からも

出題されるので、隅々まで見ておくことを

オススメします!!

楽しみながら勉強すると頭に残りやすいです。

 


■4級合格者:匿名様

検定に向けた学習期間は?

1カ月

1日の平均勉強時間は?

30分以内

どのような勉強法を行いましたか?

息子と一緒に受験したので、

息子に覚えさせるために問題を出してもらって、

それに答えていました。

苦労はなかったです。

これから検定の勉強を始める方へメッセージ

検定対策にこだわらず、書籍・TV・ニュース・インターネット等、

広く情報を集めると、飽きずに続けられると思います。

 


■4級合格者:匿名様

検定に向けた学習期間は?

6ヵ月以上

1日の平均勉強時間は?

2時間以内

どのような勉強法を行いましたか?

テキストと問題集を見て勉強した。

苦労はあまりなかった。

これから検定の勉強を始める方へメッセージ

合格めざしてがんばってください!

 

4級の受験者は小学生とその親御さんが多いようです。

親子で楽しめるのは、スポーツばかりではないようですね。

 

3級合格者アンケート

月曜日から級ごとに、

昨年の合格者の方々から頂いたアンケートを

紹介させていただいております。

 

本日は、3級合格者の方々からいただいた御回答を。

今年、受験される方々のお役に立つと良いのですが。

 

なお、スペースの都合上、

掲載文は、原文通りではありません。

御了承ください。

 


■3級合格者:匿名様

検定に向けた学習期間は?

3ヵ月~2カ月

1日の平均勉強時間は?

1時間以内

どのような勉強法を行いましたか?

最後の1ヵ月は問題(テキスト章末問題?)と

過去問を何度も解いた。

星の名前の由来や探査機の名前や順序を

覚えるのに苦労した。

欄外

子供枠の合格者プレゼントを作ってください。。。

 

※ouch!検討してみます。ご意見有難うございます。

 


■3級合格者:地球人様

検定に向けた学習期間は?

3ヵ月~2カ月

1日の平均勉強時間は?

2時間以内

どのような勉強法を行いましたか?

覚えるそばから忘れてしまうので、

検定テキストを中心に、

自分なりに要点をまとめた資料を作成し、

毎日少しの時間でも繰り返し勉強しました。

これから検定の勉強を始める方へメッセージ

出題内容は全てテキスト内に記載されているので、

テキストの内容(プラスワン・コラムを含めて)を

理解、覚える事から始めるのが近道。

移動速度など、数値は実際に計算してみるのが

肝要だと思います。

 


■3級・4級合格者:kinggidora55様

検定に向けた学習期間は?

3ヵ月~2カ月

1日の平均勉強時間は?

30分以内

どのような勉強法を行いましたか?

4級は問題集のみで勉強。

3級はテキストと問題集で勉強。

検定対策にオススメの本は?

イチオシは他社で申し訳ありませんが、

『天文年鑑』を40年程愛読しています。

これを理解出来れば、翌年度情報や基礎知識は、

養うことはできると思います。

これから検定の勉強を始める方へメッセージ

公式テキストと公式問題集で検定の勉強は十分と思います。

でも本音は空を見て理解して欲しいです。

 


■3級・4級合格者:いまちゃん様

検定に向けた学習期間は?

3ヵ月~2カ月

1日の平均勉強時間は?

30分以内

どのような勉強法を行いましたか?

公式テキストと公式問題集により勉強しました。

Iphoneアプリを活用し、すき間時間に勉強しました。

検定対策にオススメの本は?

『眠れなくなる宇宙のはなし』佐藤勝彦(宝島社)

『ブラックホールの科学』羽馬有紗(ベレ出版)

これから検定の勉強を始める方へメッセージ

子供が検定を受ける場合、親も一緒に勉強すると、

同じ話題で話ができたり、一緒に星を見たりと、

お互いに楽しく勉強することができます。

 


■3級・4級合格者:MAYA様

検定に向けた学習期間は?

3ヵ月~2カ月

1日の平均勉強時間は?

1時間以内

どのような勉強法を行いましたか?

通勤時間の行き帰りで本を読む感覚でテキストを読み、

読み終えたら(全て)問題集を解く。

間違った問題は解答と解説をノートに書き、

理解して覚える。

検定対策にオススメの本は?

科学雑誌「Newton」

これから検定の勉強を始める方へメッセージ

何よりも楽しむ事だと思います。

勉強をして空を見て、

知らなかった星が知っている星になって、

また新しい疑問が出てきて、また勉強して。

理解できることで、どんどん楽しくなると思います。

 

「知らなかった星が知っている星になる」って、

いい言葉ですね。

私も、この仕事を選んでいなかったら、

きっといまも、夜空の星々のほとんどが、

「星」という名前でしかなかったです。