2013/10/19

泣くなら名作劇場を見て泣きたまえ

今年も日本の研究がイグノーベル賞を受賞したのだ(笑)
恒例とは言え、一見間抜けに見える研究にも力を入れている日本の底力が垣間見れるよ。
でも、これって本人たちはわりと、というか、完全に真剣に研究しているんだよね。
研究結果だけ見ると、そんなことのために研究を!?、と思うようなこともあるけど、実際には、研究途上でそういう発見があった、ということの方が多かったりするのだ。

今回の日本の受賞研究はハウス食品による、タマネギの研究。
タマネギを切ると涙が出るけど、その催涙作用を持つ成分を生成させる酵素を発見した、というものなのだ。
この酵素の機能をうまくなくせれば、切っても涙が出ないタマネギができるというわけ。
遺伝子改変食物だと抵抗感があるけど、目が痛くならないタマネギならほしい人も多いんじゃないかな?

これまで、タマネギを切ると涙が出るのは、タマネギに含まれる硫黄化合物がニンニクやタマネギに含まれる酵素のアリイナーゼという酵素で分解されて発生するプロパンチオールSオキサイドという催涙成分であることはわかっていたのだ。
これは目の表面から刺激するだけでなく、鼻の粘膜からも刺激してくるので、ゴーグルや水中めがねではタマネギの「攻撃」を完全には防げないんだよね・・・。
なので、鼻栓も必要なのだ。
この催涙成分は気化性なので、水につけながら切るとわりと平気なのだ。
或いは、あらかじめ電子レンジで加熱してから切ると、アリイナーゼの活性が落ちるので、催涙成分そのものができにくくなるよ。

でもでも、タマネギ独特の風味もまたこのアリイナーゼによる分解によって作られるのだ。
なので、水につけたり、レンジで加熱したりすると風味も失われ、味が落ちるわけ。
そこで仕方がないから我慢してそのまま切るんだよね・・・。
ハウス食品の発見まではそう考えられていたのだ。

ところが、今回の発見で重要なことがわかったのだ。
タマネギ中の硫黄化合物は、アリイナーゼによってプロペニルスルフェン酸という不安定な物質になった後、催涙成分であるプロパンチオールSオキサイドや、風味成分になるチオスルフィネートになるんだけど、これはどちらも偶発的にできるものと思われていたのだ。
ところが、催涙成分の方はタマネギに含まれる別の酵素、催涙成分合成酵素によって作られていることが発見されたのだ。
ニンニクを刻んでもアリイナーゼで中間体のプロペニルスルフェン酸はできているはずだけど、たいして目が痛くならないのが、刻んでいる量が少ないというのではなくて、その催涙成分合成酵素があまり含まれていないからなのだ!

この酵素の発見に至ったのは、タマネギとニンニクのペーストを混ぜて炒めたときにたまに見られる緑変減少。
通常は飴色になるんだけど、中で緑色の色素ができることがあるのだ。
この色素は、タマネギに含まれる硫黄化合物、ニンニクに含まれるアリイン、酵素のアリイナーゼ、そしてアミノ酸の4種類の物質があるとできるのだ。
で、色素ができる仕組みを調べようとしていくと、タマネギ由来の粗精製のアリイナーゼとニンニク由来の粗精製のアリイナーゼを使ったときに色素ができるように大きな差があったのだ(ニンニク由来の酵素を使った方が色素ができる量が多い。)。
この緑色の色素はタマネギの風味成分と同じく、チオスルフィネートからできることが知られていたので、タマネギとニンニクの差は、チオスルフィネートができる量の差だということになるんだよね。

チオスルフィネートと、催涙成分のプロパンチオールSオキサイドは同じプロペニルスルフェン酸からできているので、逆にプロパンチオールSオキサイドの量を調べてみると、ニンニク由来の酵素で反応させた場合はほとんど検出できないのに、タマネギ由来の酵素で反応させると確かに検出されたんだよね。
そうなると、これまでの定説のように、催涙成分が偶発的にできる、というのでは説明できず、何かタマネギ由来の粗精製アリイナーゼに含まれるものによって催涙成分が作られていることになるわけ。

その未知の成分について、高速液体クロマトグラフィやらを使って分析した結果、新たな酵素の発見に至ったのだ。
この酵素のアミノ酸配列を解析し、さらに、そこから遺伝子をクローニングして、逆転写法を使ったRT-PCR法で、cDNAを得ることに成功したのだ。
これをもとにタマネギのゲノム上で催涙成分を合成する酵素の遺伝子が同定できたんだ。
実際、この遺伝子を大腸菌に導入してみると、催涙成分を合成する活性が確認できて、この酵素こそがタマネギを切ったときに涙を出させる張本人であることがわかったんだ。

なんと、この成果はかのNature誌に掲載されるほどの成果で、現在は切っても涙のでないタマネギの開発を進めているのだとか。
タマネギの風味成分や健康によいと言われる生理活性成分はチオスルフィネートからできることがわかっているので、今回見つけた酵素さえ何とかできると、切っても涙は出ないけど、風味も効能も遜色ない夢のタマネギができるかも、なんだって。
ハウス食品ってどうしてもカレー粉のイメージがあるけど、こんな研究もしていたんだねぇ。

2013/10/12

カラータイマー点滅?

夕ごはんにハンバーグを食べたんだけど、そこでちょっと不思議なことがあったのだ。
自家製ハンバーグだと、買ってきた赤い挽肉にタマネギなど具材とパン粉などを混ぜて、しばらく休ませてから焼くよね。
そうすると、ハンバーグの種の色は、混ぜた直後はピンク色だったものが、休ませた後は茶褐色になっているのだ。
これが普通だと思っていたんだけど、よくよく見てみると、スーパーとかで売っているできあいの(=焼くだけ)のハンバーグはきれいなピンク色のまま!

なんか危ない添加物でも入っているのかと思いきや、入っているのはせいぜい酸化防止剤やpH調整剤なんだよね・・・。
ハムやソーセージのように発色剤は入っていないようなのだ。
で、一体何が起こっているんだろ?、と思って、ちょっと調べてみたわけ。
この変色の原因は、筋肉の中で酸素を貯蔵する役割のあるミオグロビンが関係していたのだ。

ミオグロビンは筋肉に含まれる色素タンパク質で、通常は血液中のヘモグロビンから酸素を受け取って、筋肉がエネルギーを使うときにミオグロビンで貯めた酸素が消費されるのだ。
ヘモグロビンよりミオグロビンの方が酸素の親和性が高いので、自然に酸素が受け渡せるんだって。
よくできているものだよね。
このミオグロビンにも、ヘモグロビンと同様にヘム構造があって、その中心にある鉄イオンが酸素との結合に関係しているのだ。
ミオグロビンの色の変化は、血液の動脈と静脈の血液の色の違いと同じで、酸素との結合に原因があるみたい。

酸素と結合していない状態のミオグロビンのヘム鉄は、還元型のFe2+
になっていて、このままだと暗い赤紫色なんだよね。
ちょうど静脈の酸素結合度が低いときの血の色だよ。
ここに酸素イオンが配位すると鮮やかな赤色(鮮紅色)になるのだ。
動脈の真っ赤な血の色と同じ。
で、酸素が結合したままで放置されると、ヘム鉄の鉄イオンが酸化されてFe3+になるんだけど、これは鉄の黒さびの色で、暗褐色になるのだ・・・。
これは血痕の赤黒い血の色と同じだよ。

食肉の場合、切り出したばかりの状態だと、まだ酸素が結合していないので、少し暗い色をしているのだ。
これが空気中の酸素に触れると、ヘム鉄に酸素が配位して鮮やかな赤に変わるのだ。
これが肉屋さんなんかで並んでいる状態。
お肉屋さんでスライスを頼むと、肉の薄切りが重なった部分ではまだ空気に触れていないので、暗い色をしていることがあるのだ!
離してしばらく放っておくと赤くなってくるよ。

生体中だと酸素が結合してヘム鉄が酸化された後、まわりの酵素によりもう一度ヘム鉄が還元されるので色が元にもどるんだけど、食肉の場合は酸化されるとそこでおしまい。
なので、赤い肉は鮮度が落ちてくると茶色く変色してくるのだ。
通常は腐敗臭もしてくるからそれでも傷んでいることはわかるよね。
切りたての暗い色と、傷んでいるときの褐色では微妙に色も違うみたいだけど、普通は並べてみないからわからないよね・・・。
そういうときはにおいや味(酸味や苦みがあるかどうか)で確かめよう!

ハンバーグの場合、ただでさえ表面積が広い挽肉を使うので肉の中のミオグロビンが酸化されやすいんだけど、さらに空気を混ぜ込んでこねるため、ますます色が変わりやすくなるのだ。
なので、自家製ハンバーグで色が多少茶色くなるのは仕方がないことなんだ。
だけど、売り物で茶色くなってしまうと傷んでいるのと区別がつきにくいので、市販品の場合は酸化による着色をさけるために、酸化防止剤やpH調整剤を入れるのだ。
酸化防止剤でよく使われるのはビタミンC(アスコルビン酸)。
非常に酸化されやすい物質なので、代わりに酸素と反応し、身代わりになってくれるのだ。
pH調整剤に使われるリン酸塩は、pHを一定に保って酸化反応を起こりにくくするだけでなく、肉の結合材としても作用するので、こねたハンバーグがばらばらになりにくくなるのだ。
これが売り物のハンバーグは色も変わらないし、くずれにく理由だよ。

一方、ハムやソーセージなどの場合は発色剤が使われるんだよね。
よくあるのが亜硝酸ナトリウム。
ヘム鉄を化学的に修飾して、きれいなピンク色に発色させるのだ。
具体的には、-NO基(ニトロソ基)がヘム鉄に結合することで、ヘム鉄は安定化し、色も固定されるんだ。
ただし、劇物指定もされているし、危ない物質ではあるので注意が必要だよ(>o<)
スーパーに並んでいるハムやソーセージは、塩漬けにする(塩せきする)時に発色剤を入れるんだ。
これは色調を整えるだけでなく、獣臭さをなくし、雑菌の繁殖を抑えるため、と言われているよ。
最近では発色剤不使用のものもあるけどね(っていうか、もともとの伝統的なハムでは使わないんだけど。)。
日持ちをさせるためにはある程度仕方がないので、残存量で基準値が決められていて、それで規制されているのだ。
さすがに既製品ハンバーグでは使われていないみたい。

というわけで、肉の色にはカラーたーまーのような秘密があったのだ。
でも、通常は牛肉くらいしか色味はあまり気にならないよね・・・。
ブタやトリだとミオグロビンの量が少ないので、目に見えて色が違う、とは感じづらいみたい。
ヒツジとかウサギ、シカなんかだと赤身肉でミオグロビンが多いから違いがわかるんだろうけど。
ちなみに、この話はマグロの赤身でも一緒で、切り立てのマグロはちょっと暗い色で、空気に触れると鮮やかな赤になり、古くなると茶色くなるのだ。
ま、マグロの切りたての色なんて築地にでも行かないと見られないけど(笑)

2013/10/05

発酵なしでもふわふわ

最近コンビニとかでよく蒸しパンを見かけるようになったのだ。
はやっているのかな?
焼成したパンよりふわふわで、食感も違うから、ずっとコンビニ食で飽きている身にはうれしいよね(笑)
しかも、かつてはもさもさしてあんまりおいしくない印象だったけど、このごとのものはしっとりふわふわだったり、もっちりだったり、おいしくできているのだ!

発酵させて焼くパンは古代エジプトで生まれ、西洋世界に広まるとともに、インド、中国まで広がったのだ。
インドでは発酵させないパンのロティみたいのもあるけど、日本人にはインドカレーに欠かせないものとして発酵させてからタンドールで焼くナンがおなじみだよね。
中国と言えば饅頭(マントウ)。
古くは三国志の時代に諸葛亮孔明が生み出したとか言う伝説もあるけど、発酵させた生地を役のではなくて蒸して作るんだよね。
ちなみに、中華まんのように具が中に入っているのが包子(パオズ)、具なしが饅頭なんだとか。
点心で出てくるマーラーカオも蒸しパンだよね、
さらに、中国では揚げパンもあって、中華粥と一緒に食べたりする油条なんかがそうなのだ。

日本には中国から朝鮮半島経由或いは琉球経由で伝わってきて、饅頭(マントウ)は禅とともにやってきて、小豆から作ったあんが入ったまんじゅうとなるのだ。
禅と一緒に入ってきたので、肉入りの包子のままではまずいと植物性の具に置き換わり、さらに、砂糖の普及に伴って甘いお菓子に変わったのだ。
日本でまんじゅうが普及する際、甘酒を生地に混ぜ込んで酒母で発酵させる酒まんじゅうとふくらし粉で発酵させずにふわふわにする「薬(やく)まんじゅう」にわかれるんだ。
その中間的なものとして、長野名物の「おやき」みたいな、発酵させないし、膨張剤も入れない生地に具を包んで焼くみたいな形態もあるのだけど。

この薬まんじゅうの延長線上に、日本の蒸しパンはあるのだ。
明治になると西洋文化礼賛で洋食がはやるんだけど、木村屋のあんぱんの発明なんかもあってパン食も増えてくるのだ。
その流れでまんじゅうのような「古い」小麦食文化はいったん廃れていくんだけど、このころには膨張剤としての重曹の入手が容易になったのもあって、発酵なしで蒸すだけで簡便に作れる蒸しパンは子供のおやつなどとして普及していくのだ。
パンの焼成にはオーブンや窯が必要なので家庭では厳しいけど、当時の日本だとどの家庭にも蒸籠(せいろ)はあったので、蒸しパンなら手軽に家庭で作れたというわけ。

戦後は「ロバのパン屋」の活躍などでやっぱり子供のおやつなどで人気だったんだけど、焼成していない蒸しパンは含水量が多く、そのためにあまり日持ちしないので、大手製パンが大量に作って流通に載せるには不向きだったのだ・・・。
なので、コンビニなんかの店頭では、焼成した菓子パンやカレーパンのような揚げパンが主流になり、いつしか蒸しパンはあまり見かけなくなっていったんだ(>o<)
ところが、流通革命でできたものをすぐに店舗に届け、店舗でも回転率は約売る、ということができるようになったので、再び表舞台に登場してきたわけ。
むかしながらの蒸しパンだけでなく、チーズとかフルーツとか新たなフレーバーも登場してきているよね。
黒糖蒸しパンとかだけじゃないのだ(笑)
米粉を加えることでもちもち感を出したり、大手製パンでも商品開発に四年がないみたいだよ。
蒸しパンは焼成したパンや揚げパンよりもちょっとだけカロリーが低いので、女性に人気のようなのだ。

蒸しパンの場合は発酵させないので、ふわふわ感を出すのに重要な役割を担うのが膨張剤。
一般にはベーキングパウダーを使うことが多いのかな。
ベーキングパウダーの主成分は重曹こと炭酸水素ナトリウムで、熱を加えると分解して二酸化炭素と水酸化ナトリウムになるのだ。
このとき発生する炭酸ガスが生地の中に空隙を作ってふわふわ感が出るのだ。
単純に膨張させるだけなら重曹だけでよいのだけど、炭酸ガスと同時に発生する水酸化ナトリウムのせいで、少し苦みが出たり、生地に黄色い色がついたり、独特ににおいが出たりするんだよね。

そこで開発されたのがベーキングパウダー。
重曹にクエン酸や酒石酸、リン酸二水素カルシウム(第一リン酸カルシウム)、焼きミョウバンなどの酸性の助剤が加えられているのだ。
重曹は酸性の助剤と反応すると、やっぱり炭酸ガスが発生するのだ。
熱分解だと水酸化ナトリウムが出てくるけど、助剤が存在していると中和反応が起こるので、水酸化ナトリウムによる苦み、におい、着色などの欠点が克服されるんだ。
保存状態で勝手に重曹と助剤が反応しないように、コーンスターチなどの分散剤も混ぜ込んであるよ。

ベーキングパウダーを使うと、生地を練っているうちから炭酸ガスが発生するので、生地を練ったらすぐに熱を通すのが原則。
逆に生地を休ませたい場合は重曹でないとダメなのだ。
ベーキングパウダーだと、中和反応と熱反応の二段階で炭酸ガスが発生するので、よりふっくらとなるんだよね。
その辺にも使い方に差が出てくるようなのだ。
それぞれ特徴があるので、自分で作るならレシピを見ながらちゃんと推奨されている方を使う方がよいかな。

2013/09/28

リーダー的存在

現在の第二次安倍政権は、第一次政権に比べてもかなり強力になっていると言われているよね。
衆議院総選挙でも大勝したし、衆議院議員の任期が満了するまでは安泰だからやりたいことができる、と言われているのだ。
与党内では反発の声もあるみたいだけど、消費税増税も踏み切るみたいだしね。
でも、実はこれは戦後の内閣制度だからこそ可能なリーダーシップなんだ。

戦前の大日本帝国憲法下の内閣制度では、内閣総理大臣は国務大臣の首班で行政各部の統一の保持を図ることはできたんだけど、それ以上でもそれ以下でもなかったのだ。
「諸侯の中の第一人者」といった位置づけで、指揮監督権もないし、法制上は権限は極めて弱かったんだよね。
実際、大日本帝国憲法においては、天皇の大権は規定されているものの、内閣については規程がなく、第55条に「国務大臣」の責務が規定されているに過ぎないんだ。
内閣制度については、勅令(今で言う政令に相当)の「内閣官制」において定められていて、その中で、内閣は国務大臣を以て組織することを定めるとともに(第一条)、内閣総理大臣が国務大臣の首班であることを規定しているのだ(第二条)。
で、問題になるのは、内閣総理大臣や他の国務大臣の任免の問題なんだよね。

大日本帝国憲法では、国務大臣の任免に関する規定はなく、内閣をどうやって組閣するかが法文上定められていなかったんだよね。
ではどうしていたかというと、天皇による「大命降下」という形で行われたのだ。
天皇から内閣総理大臣候補者に「大命」を下し、組閣を命じたのだ。
内閣官制において内閣総理大臣に与えられた権限として「機務奏宣権(天皇に裁可を求める奏請権と天皇の裁可を宣下する権限)」というのがあって、天皇に行政の重要事項に関する裁可を仰ぐ権利なのだ。
この「奏請権」の中には国務大臣の任命にかかる「奏薦権」というのが入っているので、実際には、「大命降下」で選ばれた内閣総理大臣候補者は、組閣名簿案を持って天皇の裁可を仰ぎ、組閣をすることになるんだ。
そういう意味では、実質的には国務大臣の任命権はあるんだよね。

ところが、話は複雑で、陸軍大臣と海軍大臣については、「軍部大臣現役武官制」というのがあって、現役の武官(軍人)から登用することになっていたのだ(軍部大臣現役武官制がなかった時代も、慣例として現役武官が選ばれていたのだ。)。
すると、両大臣についての任命権はかなり狭まってしまうんだよね。
通常は軍からの推薦を受けたので、軍が候補者を推薦してこないと組閣できない、という事態に陥るのだ!
軍部の支持を取り付けていないと内閣が発足できないという不思議な構図だったわけ。
現在は日本国憲法第66条第2項の規定により、すべての国務大臣は文民でなくてはならないので、そういうことはあり得ないよ(もともと自衛隊は軍隊ではないけど。)。

さらに、組閣に当たっての推薦はできるんだけど、明文規定がないので、罷免ができないのだ。
これが困りもので、内閣総理大臣が辞職勧告をしたにも関わらずやめない場合はどうしようもなくなってしまうんだよね。
閣内不一致になってにっちもさっちもいかなくなると、内閣総辞職をせざるを得ない状況になるわけ。
実際に東條内閣では岸商工大臣が辞職を拒否したため、総辞職する羽目になったのだ。
ちなみに、日本国憲法では内閣総理大臣が国務大臣を任意罷免できるので(第68条第2項)、同じ問題は起きないよ。

この流れで出てくる話が「憲政の常道」という慣例。
天皇が「大命降下」で内閣総理大臣を選ぶ際は勝手に選んでいるのではなくて、元老や重臣会議からの推薦を受けていたのだ。
元老も法制上の位置づけのない機関で、天皇が勅語や勅命を以て任命するのだ。
事実上の国家の最高意思決定機関となっていて、天皇の諮問に答える形で内閣総理大臣の奏薦だけでなく、開戦や講和、同盟締結なんかにも関与したんだ。
元老が公家出身の西園寺公望だけになってから、その後を引き継ぐ形で昭和初期に作られたのが重臣会議で、こちらは枢密院議長と内閣総理大臣経験者からなる会議体だったのだ。
で、この西園寺公望が唯一の元老だった時代にできた慣例が「憲政の常道」なんだよね。

明治期は藩閥政治で、それこそ薩長が交代で内閣総理大臣を務めたりしたんだけど、大正デモクラシーの時代になると、英国の議院内閣制にならって、民意を直接反映した総選挙で選ばれた衆議院の第一党が与党となって内閣を組閣するべき、という風潮になってきたのだ。
松方正義が死去して元老が西園寺公望だけになると、事実上西園寺公望の一存で内閣総理大臣候補者が決まってしまうこととなるので、西園寺公望は衆議院の第一党となった政党の党首を内閣総理大臣の候補として推薦することに決めたんだ。
これにより、憲法上は議院内閣制が規定されていないんだけど、事実上議院内閣制と同じような組閣が行われることとなるのだ。
法的拘束力はないので、あくまでも慣例なんだけどね。

さらに、「憲政の常道」で大事なのは、与党による内閣が失政で倒れることとなった場合、野党第一党の党首が組閣するんだよね。
与党に失政があったのに引き続き与党の別の誰かが組閣をしたのでは民意が反映されないので、ということなのだ。
これは二大政党制を強く意識したもの。
これも慣例なので必ずしもそうしなければならないものではないんだけど。
で、当然、これは議院内閣制とは関係ない話なので、議院内閣制が日本国憲法に規定される際には外されているのだ。
とはいえ、今でも野党は「憲政の常道」を引き合いに出して、内閣総辞職があったときに野党の党首を首班指名すべき、と主張するけどね。
ただし、戦後でも、昭和22年(1947年)の芦田内閣総辞職後は、日本社会党委員長だった片山哲が首班指名され、片山内閣が発足している例もあるよ。

これはすべて戦前の話で、戦後の内閣総理大臣はもっと強い権限を持っているのだ。
国務大臣の任免権を持っているのもそうなんだけど、平成11年(1999年)の内閣法の改正においては、内閣法第4条第2項を改正して、「閣議は、内閣総理大臣がこれを主宰する。」という規定の後ろに「この場合において、内閣総理大臣は、内閣の重要政策に関する基本的な方針その他の案件を発議することができる。」という一文を挿入したのだ。
これにより、内閣総理大臣自ら発議できることが法制上明確化され、ますますリーダーシップが強化されたのだ。
日本は大統領制ではないんだけど、そうは言っても強力なリーダーが必要なので、議院内閣制の枠内でどこまで内閣総理大臣に強い権限を持たせるかっていうのは課題なんだよね。
実際問題としては、属人的な話で、法制上の権限がどうであっても、その人本人の能力によるところが大きいんだけど。

2013/09/21

兄弟星を観測せよ

先週、新型固体ロケットのイプシロンにより、小型科学衛星1号(SPRINT-A)の打上げが行われたのだ。
この衛星は惑星分光観測衛星で、愛称は打上げが行われた内之浦の地名である「火崎」から「ひさき」と名付けられたのだ。
太陽電池パドルも正常に開き、太陽の位置も補足してクリティカル運用期間も終了。
とりあえずこれで一安心というところかな。
今後は2ヶ月くらいかけて高精度の姿勢制御機能の確認をして、その後でやっと観測開始なのだ。

この衛星は、口径20cmの望遠鏡で惑星の大気を観測するんだけど、その観測対象が、極端紫外線という、紫外線の中でも波長が短く、X線に近い領域の電磁波を観測するんだ。
この極端紫外線は、地球の大気に吸収されてしまう波長帯であるため、地上の望遠鏡では観測できず、宇宙で観測することが不可欠なんだって。
これまでの地上の望遠鏡を使った惑星観測で、惑星の大気の状況や元素構成なんかを推測してきているわけだけど、今回の宇宙望遠鏡ではもっとつっこんだ観測ができるようになるよ!
具体的には、固体型惑星で、地球の兄弟星とも言われる金星や火星の大気の観測、太陽に最も近い水星の大気の観測、木星のオーロラの観測、木星の衛星のイオの大気の観測などが予定されているんだ。

ここから先は少し難しいんだけど、惑星や大気の磁気圏の状況を知るには、どんな波長の極端紫外線が出ているかを見ることで推測できる、というのがその原理で、波長別に観測するから「分光」観測なのだ。
太陽からは様々な波長の電磁波(=光)とともに、高エネルギーの粒子が放出されて、これを太陽風と呼んでいるのだ。
この太陽風には生物にとっては有害な放射線も含まれているんだけど、地球の周りにあるヴァン・アレン帯によって守られているんだよね。
ヴァン・アレン帯は地球の地磁気による磁気圏にとらえられた要旨や電子などの荷電粒子の集合で、ここで放射線がトラップされるのだ。
これと同じように、金星や火星といった惑星でも、それぞれの磁気圏と太陽風との相互作用があって、その現象の一部を極端紫外線を観測することでとらえることができるのだ。
この磁気圏と太陽風の相互作用の一端がオーロラなので、「ひさき」はオーロラ観測もするんだけど、見て美しいからではなくて、磁気圏の荷電粒子分布がどうなっているかを知るためにオーロラを観測するのだ。
(地球の磁気圏観測は「geoail」や「れいめい(index)」といった科学衛星で観測してきた歴史があるのだ。)

太陽風が磁気圏に「当たる」と、周辺の電子の衝突が起こって発光現象が起こるのだ。
このとき発生する光のうち、極端紫外線を観測すると、その強度から電子の密度や温度を推測することができるんだって。
空間的に分解して、どの位置だとどういう状態かというのを積み上げていくと、その磁気圏全体の概要が見えてくるというわけ。
時間変化も追うと、空間的な広がりだけでなく、時間的な変化もわかるようになるのだ。

太陽風中のプラズマは磁気圏の中に入ってくることがあるんだけど、通常はその中にたまっていくのだ。
たまに惑星の磁力線に沿って落ちてくることがあって、この加速しながら落ちてきたプラズマと惑星の大気が衝突すると発光現象が起きるのだ。
これがオーロラで、このオーロラの発光現象のうち、極端紫外線を見ることで、どんなプラズマと大気の分子が衝突したのかがわかるんだ。
スペクトル解析をすると、磁気圏のプラズマと大気の組成比がわかるので、これまでの地上からの観測による推測と合わせると、各惑星の大気の状態がより鮮明にわかってくるのだ!
また、太陽光のうち共鳴する波長だけ発光する共鳴散乱という現象を観測すると、もともとの太陽の光量から大気やプラズマの密度の絶対値がわかるんだとか。
この2つを合わせれば、どういう大気の構成になっているのかがわかるんだよね。

これまでの観測だと、金星大気は二酸化炭素が多く、それによる温室効果で非常に高温なんだけど、逆に火星では水蒸気もほとんど流出し大気が非常に希薄で、ほとんど温室効果がないから寒冷になっているのだ。
こういう現象を改めて大気の組成という点で観測できるようになるので、地上からの観測では見えなかった部分が見えてくる可能性があるんだ。
衛星自体は非常に小さいものなんだけど、なかなかすごい発見をしてくれるかもしれないんだよ。
出てきた成果について一般人がすぐに理解できるかどうかは微妙なんだけど・・・。

ちなみに、打上げに使われたロケットのイプシロンは、H-IIAロケットの固体ロケットブースターであるSRB-Aを第一段に改良し、その上にMV(ミューファイブ)ロケットで培った固体ロケット技術を駆使して開発した第二段を載っけたものなのだ。
これまでなんで「イプシロン」かなぞだったんだけど、打上げ成功後の会見で、「MV」の「M」を横にすると「ε」が出てくる、ということだったみたい!
けっこうしゃれがきいているなぁ。

2013/09/14

まずい、げふ、もういっぱい・・・

先日、職場の健康診断でひさびさに胃のX線検査をしたのだ。
だいぶ前にやったことがあったんだけど、あんまりよく覚えてなかったんだよね。
で、実際にやってみると、けっこう大変な目にあったよ。
前日の夜から飲まず食わずだし、当日はバリウムで胃がふくらんでいるのにごろごろ動かされるし。
特に、食べられないのはまだがまんできるとして、水が飲めないのがきついのだ・・・。
あしたのジョーの力石の気持ちがよくわかるよ(笑)
仕方がないからうがいして紛らわしていたんだ。

で、この「前日夜から水を含む飲食物摂取厳禁」という過酷な条件は、検査方法に理由があったのだ。
胃の検査を受ける前って、飲まず食わずでいるところに発泡剤と少量の水を渡されるんだよね。
それをぐいっと飲むと、胃の中でしゅわしゅわと炭酸ガスが発生して、ものすごい膨満感を感じるのだ(>o<)
その後、ぐっとげっぷしたいのをがまんして、白いとろとろのバリウム液を渡され、それをごくごくと胃に流し込むのだ。

これが何を意味しているかというと、まず、飲まず食わずですっかりしぼんだ胃の中で炭酸ガスを発生させてふくらませるのだ。
発泡剤として出されているのは重曹(炭酸水素ナトリウム)と酒石酸を混ぜた顆粒で、水に溶かすとこの2つが化学反応を起こして、酒石酸ナトリウムと炭酸ガス(二酸化炭素)と水に変わるのだ。
これがしゅわしゅわのもとだよ。
胃が広がったところでバリウムを流し込むんだけど、そうすると、バリウム液が胃の内面に付着して、膜のような層を作るのだ。
炭酸ガスはX線をほとんど投下させてしまうけど、バリウムは重金属でそれなりにX線を吸収するので、炭酸ガスが充満した空隙部分は黒く、バリウムがついた胃壁は白く写るんだ。
この白黒のコントラストで胃の形状を見ているんだけど、この方法を二重造影法と呼んでいるみたい。

げっぷをがまんしないといけないのは、バリウムを飲んでいる最中にげっぷすると、バリウム液がアワアワになってしまうので、胃の中にバリウムの泡が写ってしまって、きれいに胃の形がわからなくなるのだorz
そうなると、少し時間をおいてからバリウムを飲み直すことになるんだよね。
バリウムを飲んでから検査台に載せられてごろごろと2回転ばかりさせられるのは、胃の内面にバリウムをきれいにつけるため。
ゆっくり回転することでつけるんだけど、このとき、胃酸などの分泌があるときれいにバリウムが付着しないのだ。
なので、前日夜から何も飲めない、何も食べられないわけ。
胃の精密検査の時なんかは、弛緩剤・鎮痙剤を注射して、胃の蠕動運動も止めてしまうんだよ!

飲まされるバリウム液に入っているのは硫酸バリウム。
最近はアジや香りがついたものもあるけど、やっぱり飲みづらいのだ。
通常バリウムイオンはカリウムチャネルでカリウムイオンと拮抗して、神経伝達を阻害してしまうので毒性があるのだ。
殺鼠剤で使われるような炭酸バリウムがよい例。
ところが、硫酸バリウムだけは水にも胃酸にも腸液にも溶けないので、その弊害がないわけ。
(時々硫酸バリウムの過敏症があるらしいので気をつけないといけないんだけど。)
ちなみに、少量のバリウムだと興奮剤になるんだけど、量が多いと筋力低下や呼吸困難、不整脈なんかが出てくるよ。
一般にはバリウムとだけ読んでいるので、自分が飲んでいるのが硫酸バリウムかどうかは注意しないといけないのだ!
他のバリウムは飲んじゃダメだよ。

検査が終わると下剤を渡され、すぐに飲むとともに、バリウムが排出されるまで水分をしっかりとるように言われるんだよね。
バリウムはいわば石膏液を飲んでいるようなものなので、そのまま放っておくと胃や腸の中で固まってしまうのだ。
なので、水分をしっかりとるとともに、下剤で強制的に排出するわけ。
そのままにしてくと、消化管の中に石があるような感じになって、下手すると穿孔といって穴が空くようなことも・・・。
それと、検査後は、バリウムがきちんと排出されるまでアルコールは避けるようにも言われるけど、アルコールは分解するときに水が必要で、水分を奪ってしまうので、バリウムが固まりやすくなるのだ。
検診の前ってどんなにお酒が好きな人でもがまんするけど、もう少しだけがまんしていないと危ないんだ。

ちなみに、胃部X線検査一回あたりに被ばくする線量は600μSvくらい。
肺のX線検査(胸部X線検査)だと50μSvくらいだからおよそ12倍!
東京-ニューヨーク間を航空機で移動すると宇宙放射線で200μSvくらいの被ばくなので、3往復くら。
これって自然放射線からの被ばくと比べるとけっこう大きいので、胃の検診は数年おきだったりするのだ。
被ばくで増加するがんのリスクと 異常の早期発見のメリットとのバランスなんだよね。
それ以上に、バリウムを飲んでごろごろ回転するのはつらいけど(笑)

2013/09/07

運が悪いのはあきらめるしかない?

東京ディズニーランドの夏イベントのショー「爽涼鼓舞」の抽選が当たらない、というツイートをよく見かけたのだ。
この夏のディズニーランドでは、3種類のショーがあって、ワンマンズ・ドリームII(初回は抽選なし、抽選ありが4回)、昼の「爽涼鼓舞ジ・エンブ」が4回(すべて抽選あり)、夜の「爽涼鼓舞ザ・ファイナル」が2回(すべて抽選あり)となっているのだ。
つまり、1回入場すると3回抽選できることになるんだけど、3つ全部外れた、とか、年間パスポートで何度も通っているのに「爽涼鼓舞」が当たらない、とかいう不満の声がネットに流れているのだ。

平均入場者数と座席数から、全員が抽選をしたと仮定すると当たる確率は10%前後くらい、半分の人しか抽選しなければ20%くらいで当たるはずなのだ。
つまり、そんなに当たらないわけではないんだよね。
ところが、10回連続で外れた、とかいう話もあるようで・・・。
仮に当選確率を低めに見積もって10%と仮定すると、3つのショーの抽選にすべてはずれる確率は、9/10の3乗なので、72.9%。
実に7割以上の人はどのショーも当たらないのだ。
一度行ったくらいでは見られないと思った方がよいということか・・・。
これって本当にいいのかどうか微妙だけど。
で、10回連続で外れる確率は、9/10の10乗なので34.9%。
この数字だと意外とよくある?

現象論だけ見るとそうなんだけど、この当たり・はずれには感覚的な錯覚が生じるのだ。
つまり、先に抽選ではずれていると、後の抽選では当たる確率が高いような気がするんだよね。
3つのショー全部がはずれるのが7割の確率で起こるとわかっていると、すでに2回連続ではずれている場合に次にはずれる(=3回連続ではずれる)確率を7割と勘違いするのだ。
そうなると、当たる確率を3倍くらいに見積もってしまうんだよね・・・。
でも、あくまでも1回1回の抽選の当選確率は不変なので、これは錯覚なのだ。

もっとわかりやすい例でいくと、さいころを振ったとき、9回連続で偶数の目が出たので、次の目は奇数が出るに違いない、と思い込むようなもの。
でも、9回目までの事象はすでに確定しているので、本来的には10回目の事象には影響しないのだ。
冷静になればわかるけど、さいころが物理的に変わるわけでもなし、それまで連続で偶数の目が続いていても、さいころが急に奇数の目が出やすくなることはあり得ないんだよね。
10回さいころを振るという行為を繰り返したときに、すべてが偶数の目になる確率は1/1024だけど、9回目まで偶数で10回目に奇数が出る確率もまた1/1024なのだ。
さいころを1回も振る前なら、9回偶数の目が続いた後にさらに偶数の目が出るのは確かに1/1024なんだけど、何回目だろと、毎回さいころを振ったときに偶数の目が出る確率は1/2だよね。

これって、ありていに言うと、運悪くはずれが続いた人でも、次に当たるか当たらないかは他の人と変わらない、ってことなんだ。
結果としての平等を求めると、外れが続いた人は次が当たりやすくなってほしいものだけど、確率の世界は冷たい!
あくまでも毎回毎回の確率は同じで、すでに確定している事象には影響を及ぼさないんだよね。
ところが、これが心情的には理解できないので錯覚に陥るのだ。
それが不満のもとになるわけ。
だって、これまでずっとはずれているのに、他の人と当たる確率が一緒だなんて・・・。
中には連続で当たっている運がよい人もいるのに、ということ。

でも、東京ディズニーリゾートでの抽選は完全にランダムではないので、ちょっとだけ事情が違うのだ。
決められた抽選期間内に決められた当選数を必ず出すようなシステムになっていて、抽選を行う時間によって当たる確率が変動する仕組みになっているのだ。
特許申請をしていたらしいけど、とれなかったみたい。
完全にランダムにすると抽選を始めて早々に当たりが出尽くすかもしれないし、逆に、中千時間が終わっても当たりが残っているおそれも。
それを回避するために、最終的に当たりが残らないように「出目」の調整をし、いつ抽選に行っても「公平」に当たる、という理屈になっているんだ。

でもでも、これってよく考えると、ぎりぎりに抽選した方が当たりやすいはずなんだよね、当たりが残らないようにしないといけないから。
最近はそれも考慮してか、ぎりぎりメソッドは通じなくなっているようだけど・・・。
どういうシステムか詳細は不明だけど、時間当たりの当選数が一定になるように当選確率をいじっているなら、込んでいるときよりすいているときのが当たる確率は高くなるし、最初はランダムに抽選しておいて後で調節する方法だと、最初に当選が集中していない限りはなかなか有効な先方ということになるよ。
そのあたりは分析すれば攻略法は出てきそうだけど、そもそも誰がどのタイミングで当たったかは運営者側にしかわからないから、素人が編み出すのはつらいだろうね。
ずっと横で見張っていて、いつ当選が出たかをチェックしていれば別だけど(笑)