青方偏移
ブルーシフトはドップラー効果の一例です。これは赤方偏移とは逆の効果です。
ドップラー・ブルーシフトは、観測者に向かってのソースの動きによって引き起こされます。この用語は、可視スペクトル外であっても、相対的な運動によって引き起こされる波長の減少に適用されます。
反射または放出された光子または他の粒子の波長が進行方向に短くなっている。
ドップラー・ブルーシフトは、天文学では相対運動の判定に使われています。
- アンドロメダ銀河は、ローカルグループの中で、我々の銀河系に向かって移動しています。地球から見ると、その光はブルーシフトしています。
- 地球に向かって移動すると、連星系の成分がブルーシフトします。
- 渦巻き銀河を観測する場合、自転している側は、自転していない側に比べてわずかにブルーシフトしていることになります。
- ブレイザーは、相対論的な（光速に近い）ジェットを、ブルーシフトしたように見える私たちに向かって放出することがあります。
- バーナードの星のような近くの星が、私たちの方に向かって移動しているため、非常に小さなブルーシフトが発生しています。
- 遠くにある天体のドップラー青方偏移は、宇宙の赤方偏移の方がはるかに大きいために、ドップラー青方偏移を求めることができます。これは膨張する宇宙の相対運動を示しています。
天文学者が光がどのくらいずれているかを知ることができるのは、ある化学元素、例えば骨に含まれるカルシウムや、人が呼吸する酸素のように、他の化学元素にはない独特の光の指紋を持っているからです。彼らは、星からの光の色を見て、それが何でできているかを知ることができます。それがわかれば、その指紋（スペクトルラインと呼ばれる）がどこにあるかと、どこにあると思われるかの違いを見ます。それを見ると、星がどれくらい離れているのか、星が私たちの方に向かっているのか、私たちから離れているのか、また星がどれくらいの速さで進んでいるのかを知ることができます。
ドップラー赤方偏移とブルーシフト
質問と回答
Q: ドップラー・ブルーシフトとは何ですか?
A: ドップラー青色光は、可視スペクトル以外でも、相対的な運動によって引き起こされる波長の減少を指します。光源が観測者に向かって移動する際に発生します。
Q: ドップラー青方偏移を利用して、どのように相対的な運動状態を知ることができるのですか?
A: 遠くの天体からの光の波長の変化を観測することで、ドップラー青方偏移を利用して相対的な運動状態を知ることができます。例えば、渦巻き銀河を観測すると、こちらに向かって回転している側と、離れて回転している側とでは、若干の青色偏移が生じます。また、相対論的なジェットも青方偏移に見えますし、バーナード星のような恒星も、私たちに向かって動いているため、ごくわずかな青方偏移にしか見えません。
Q: 光がどの程度ずれているのか、どうやって知るのですか?
A: 天文学者は、カルシウムや酸素といった特定の化学元素が、他の元素にはないユニークな光の指紋を持つことから、光がどの程度ずれているかを知っています。このようなスペクトル線の位置とあるべき位置の差を調べることで、天体がどのくらい遠くにあるのか、天体に近づいているのか遠ざかっているのか、また、速く動くとスペクトル線とあるべき位置との距離が大きくなるため、天体の速度も知ることができるのです。
Q:赤方偏移の原因は何ですか?
A: 赤方偏移は、天体が観測者から遠ざかることによって波長が長くなることによって起こります。時空の膨張や、暗黒エネルギーが物質を押し広げることによる宇宙膨張によって、天体が地球から遠ざかることで発生します。
Q: 「High Z」とはどういう意味ですか?
A: 赤方偏移が大きい天体のことで、暗黒エネルギーによる宇宙膨張が物質を押し広げ、地球から急速に遠ざかっていることを示しています。
Q:宇宙赤方偏移とドップラー青方偏移はどう違うのですか?
A: 宇宙赤方偏移は宇宙膨張によって起こるのに対し、ドップラー青方偏移は、ある天体が別の天体に接近したり、連星系のある構成要素が地球に向かって移動するなど、2つの天体の相対運動によって起こるので、ドップラー青方偏移とは異なります。
