NEWS##データサイエンスカフェ

2023/05/01

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宇宙の謎を解き明かす研究の魅力と学生時代に研究を通して身につけてほしい論理的思考力

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近年、宇宙物理学の分野でもデータサイエンス的手法による研究が広まってきています。2023年1月に行われた「データサイエンスカフェ」では、「高エネルギー宇宙物理学とデータサイエンス 〜ときどきドイツ滞在記〜」をテーマに、航空宇宙工学専攻出身で、ドイツの研究所での研究経験もお持ちの山形大学理学部の石井彩子助教にお話しいただきました。イベント終了後、石井先生に、これまでの経歴や研究内容について、お話しを伺いました。 聞き手・奥野貴士 山形大学データサイエンス教育研究推進センター長 （2023年1月20日実施） 研究者を目指した理由は 会話しなくてよい仕事だから? 山形大学　助教（理学部 主担当／専門 宇宙物理学）石井彩子先生 子どもの頃はコミュニケーションが苦手で、将来は人と話さなくてよい仕事がしたいと思い、研究者を目指しました。でも実際になってみると、学会に参加していろいろな人と議論したり人脈を広げたりなど、人と話す必要のある場面がたくさんあると気づきました。研究分野については、「宇宙はきれいでロマンがある」と魅力を感じていたので、宇宙関連への進路を漠然と考えていました。スペースデブリの問題に興味を持ったり、宇宙飛行士を目指したいと思ったり、いろいろと考えましたが、様々な条件を加味して東北大学工学部へ進学。そのまま大学院に進み、大学院修了後は東京大学での特任研究員を経て、2019年10月からドイツの「マックス-プランク重力物理学研究所」でお世話になりました。2021年10月から現職です。 理論・観測の両面から天体現象に迫る 私は、ガンマ線バーストや超新星爆発といった宇宙で生じる天体爆発現象について、数値シミュレーションを用いてその発生メカニズムや放射機構を調べる、という研究を行っています。天体から発せられた光が観測者にどのように見えるのかを調べるため、各々の光子の軌跡を追っていくというシミュレーションを行っています。観測者に届いた時点で各々の光子が持つエネルギーを調べてスペクトルを計算したり、光子を積算することによって光度の時間変化を得ます。このスペクトルや光度の時間変化の計算結果を観測データと比較することにより、シミュレーションで仮定していたモデルや物理過程が正しいかどうか一つ一つ確かめつつ、天体現象の発生メカニズムの解明を目指していきます。観測の場合は、現状の観測装置で観測できる天体しか研究できない一方で、理論研究では将来的に装置の性能が向上した暁には観測されうる、という天体を対象に研究することもあります。しかし、天体現象によってはシミュレーションの中で仮定する初期条件についてほとんど制限がついていないこともあり、モデルが本当に正しいのか疑問が残る場合もあります。 これまでは、理論の研究者との共同研究をメインにしてきましたが、山形大学には、天文台もあり、観測の分野では郡司先生や中森先生、理論では滝沢先生など、アクティブな先生方もいらっしゃいます。理論だけではなく、観測研究との共同研究もできればうれしいです。 将来を見据えながら、 学生時代に学んでほしいこと 将来、技術の発展に伴って、天体の観測数は増えていくと思います。ということは、理論のほうでもモデルをつくる手がかりが増え、理論研究もブラッシュアップされるかもしれません。その反面、モデルの複雑さも増すので、理論研究の方でもより高度なシミュレーションが求められていくと予想されます。 データサイエンスや人工知能などの分野については、学んでいる学生を歓迎する就職先も増えていると思います。「AIの進化に伴い失われる職業」という話題を耳にすることもありますが、AIやデータを操る側が消えることはないと私は思っています。 学生時代にやっておいた方が良いことと言えば、研究を通してデータの解析に慣れておくと、将来役立つことがあると思います。グラフ一つを読むにも、慣れていないと正しい解釈ができないということがありえます。研究活動を通して身につけた論理的思考力は、将来にも活かされると思います。 また私は、ドイツ在住時、日本の常識が通用しないことによく遭遇して、何度もショックを受けました。そういうことを、現地でのさまざまな体験を通して知ることができ、ドイツ渡航前に比べるとかなり視野が広がったと思います。また、ドイツに行ったからこそ、日本の、特に地方都市の魅力にも気がつくことができました。学生のみなさんには、機会があれば積極的に海外に行くことをおすすめしたいです。