天文学でのガンマ線とX線の定義

こんにちは、
今、天文学のパルサーに関する本を読んでいます。
この本に、ガンマ線とX線の定義が図で示されているのですが、これを見て驚きました。振動数や波長で、ガンマ線とX線が区別されているからです。
私は、原子核から放射されるのがガンマ線、軌道電子から放射されるのがX線であると、認識しておりました。天文学では、ガンマ線とX線の定義は、振動数や波長で決まるのでしょうか？

No.1 ベストアンサー 回答者： -9L9- 回答日時： 2012/10/21 20:59

＞天文学では、ガンマ線とX線の定義は、振動数や波長で決まるのでしょうか？

天文学に限った話ではなく、物理学でそう決まっています。ガンマ線もX線も紫外線も赤外線も我々の目に見える光（可視光線）もテレビやラジオの電波も、本体はすべて電磁波です。その電磁波の周波数によって性質が異なるので、それぞれに名前があります。ちなみに、「電磁波の伝播速度である光速度を周波数で割ったものが波長ですから、周波数の違いは波長の違いと同一です。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E7%A3%81% …

＞原子核から放射されるのがガンマ線、軌道電子から放射されるのがX線であると、認識しておりました。
それはそれで間違いとは言えませんが、あくまでそれは発生源の問題であり、結果として放射されるものは電磁波です。

この回答への補足

お返事有難う御座います。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E7%A3%81% …

を見ますと
X線、ガンマ線
元々はX線は電子励起（及び制動放射等の電子由来の機構）から発生する電磁波、ガンマ線は核内励起から発生する電磁波というように発生機構によって区分けされているものであるが、大雑把に波長が 1 nm 以下のものをX線、さらに短い 10 pm 以下のものをガンマ線と呼ぶ事も多い。
なお、これらの境界は統一的に定められたものではない。学問分野等によって多少の違いがある。
とあります。
放射線工学では、X線は電子励起（及び制動放射等の電子由来の機構）から発生する電磁波、ガンマ線は核内励起から発生する電磁波というように発生機構によって区分されております。原子核物理も、この定義に従っていると思います。

しかし天文学では、波長が 1 nm 以下のものをX線、さらに短い 10 pm 以下のものを
ガンマ線と呼ぶのでしょうか？医療でも、そのような定義で使用しているかもしれませんね。医療では、原子核を励起して、ガンマ線を出すようなことはしないと思われますが、


電子励起で、波長が10 pm 以下のものも多分あるはずです。これをガンマ線と言うのは違和感があります。

天体は、ハップル則により、遠いほど、早い速度で遠がかっているので、赤方偏移によって、波長が伸びます。この波長を補正して、天体の波長を決めているのでしょうね？

天文学で使われるガンマ線は、原子核が崩壊して出る放射線ではない可能性がある
のですね。中性子星の廻りを電子が電場により高速回転して、磁場の影響で急にブレーキがかかった場合、制動放射線が出ますが、この放射線もエネルギーが高い場合、電子励起から発生しますが、ガンマ線と呼ばれることがあるのですね。違和感があります。
追伸
話は、全く異なるのですが、人間が作った製品の重さを「質量」と呼ぶのも違和感があります。自然現象で得られた「素粒子」や月、太陽などの天体は「質量」ですが、テレビの重さを「質量」と最近は呼びますが、自分は絶対に言わないです。言いたくないです。

補足日時：2012/10/21 21:48

No.5 回答者： tori_sanpo 回答日時： 2012/10/23 23:28

回答では無くて申し訳ありません。

> 通常の燃焼でも、厳密には、質量はエネルギーに変換しますね。
はじめて聞きました。どういうことでしょうか？

この回答への補足

お返事有難う御座います。

＞> 通常の燃焼でも、厳密には、質量はエネルギーに変換しますね。
＞はじめて聞きました。どういうことでしょうか？

そうですね。通常は、質量の変化は小さすぎて測定できないので、化学反応によって、質量が変化するとは言わないです。
但し、厳密には減ります。
例えば、質量ｍ０の紙を燃やして、質量ｍ１の灰と質量ｍ２の煙が出き、e1の熱エネルギーが発生したとします。
特殊相対論の
E=m×C^2 　　　（Cは光速度）
を考慮すると、エネルギー保存の法則より
ｍ０×C＾２＝（ｍ１＋ｍ２）×C＾２＋e1
が成り立ちます。
すなわち、燃やした後は、質量ｍ０の紙は、e1/C^2だけ質量が減るということになります。
質量保存の法則は成り立たず、エネルギー保存の法則がどんな場合でも、成立するということです。

天文学の本ですと、「宇宙の灯台　パルサー」　柴田先生著　P126に
「化学反応では反応前後で質量は変わらないという質量保存の法則が成り立つと考えられていましたしかし，実際には，仝エネルギーの変化つまり，発熱反応か，吸熱反応かによって，質量の減か増が起こっています。ただ小さす　ぎて測定できないだけです。」と記載があります。

追伸
この「宇宙の灯台　パルサー」は、大変解りやすい素晴らしい本です。今度の休みの日に、じっくり再読する予定です。

では、、、

補足日時：2012/10/24 20:11

この回答へのお礼

本題とかなり離れた話題になってしまいましたんので、ここで締め切らせて頂きます。

お礼日時：2012/10/24 21:58

No.4 回答者： tknakamuri 回答日時： 2012/10/23 08:11

質問とは関係ないけど

>製品の重さを「質量」と呼ぶのも違和感があります。

日本の計量法では「質量」に統一されていますのでご注意を。

この回答へのお礼

お返事有難う御座います。
＞日本の計量法では「質量」に統一されていますのでご注意を。
そうなんですか。製品の重さのことを「質量　５０ｋｇです。」と言う奴を見て、「こいつアホちゃうか？」と（心の中で）思っていましたが、アホは私だったのですね。勉強になりました。言葉の感覚よりも、正確な定義が大事なのですね。

お礼日時：2012/10/23 20:52

No.3 回答者： fba 回答日時： 2012/10/23 00:24

…私は波長で区別する業界寄り。

　業界によって若干違いがある、というのは#1、#2氏の説明で十分なので。

>話は、全く異なるのですが、人間が作った製品の重さを「質量」と呼ぶのも違和感があります。自然現象で得られた「素粒子」や月、太陽などの天体は「質量」ですが、テレビの重さを「質量」と最近は呼びますが、自分は絶対に言わないです。言いたくないです。

　SI単位系では「質量」と言う事になっているのでそうしているだけで。人類は質量からエネルギーを取り出すことは出来てますけどその逆は聞いた事ないので、別になんとも思いませんけどね。

この回答へのお礼

お返事有難う御座います。

＞…私は波長で区別する業界寄り。
どのような業界なのか？興味ありますね。
原子力なら、間違いなく発生機構でガンマ線かX線を区別しているはずです。
素粒子論や原子核の研究者の方も多分そう思います。
天文学の研究者しか、波長で区別する方はいないような気がします。
電気、機械、医療関係の方々は、X線は使いますが、ガンマ線は使用しないので、関係ないような気がします。
（いい加減な発言なので、まともに考えないで下さい、、、）

＞人類は質量からエネルギーを取り出すことは出来てますけどその逆は
＞聞いた事ないので、別になんとも思いませんけどね

質量からエネルギーを取り出すことは出来てます→原子力だけでなく、通常の燃焼でも、厳密には、質量はエネルギーに変換しますね。日常茶飯事に成り立ちますね。

その逆は、「エネルギーを質量に変換する。」ですが、質量を持つ運動する物体は、特殊相対論によって、厳密には質量が増加していますので、こちらも日常茶飯事に起きていると思います。加速器で電子を加速させれば、エネルギーが目に見えて、質量に変換しますね。

お礼日時：2012/10/23 20:45

No.2 回答者： tknakamuri 回答日時： 2012/10/22 16:23

そうです。

おそらく発生起源が特定しにくい分野なのでそう決めたのでしょう。

郷に入れば郷に従えですね。

この回答へのお礼

お返事有難う御座います。
＞おそらく発生起源が特定しにくい分野なのでそう決めたのでしょう。
「シリーズ　現代の天文学　宇宙の観測III」のP１に振動数、波長で、ガンマ線とX線が区別されている旨の説明が記載してあります。
ガンマ線パルサの発生原因は、原子核が壊れたり、励起したりした結果、発生しているものだと思っておりましたが、電子励起で発生する電磁波の可能性もあるのですね。
少し驚きました。

お礼日時：2012/10/22 21:32