ウェッブ望遠鏡による初のフルカラー画像に興奮する時が来た

ウェッブ望遠鏡による初のフルカラー画像に興奮する時が来た

7月12日は、ウェッブ宇宙望遠鏡がフランス領ギアナから打ち上げられてから199日目となります。記念すべきことに、この日は、この先進的な望遠鏡が撮影したフルカラー画像を一般の人々が実際に目にする最初の日となります。

画像の公開は火曜日の午前10時30分(東部標準時)から開始され、NASAのウェブサイトで公開されます。NASA関係者は公開される画像の数について口を閉ざしていますが、天文学者たちはギズモードに対し、私たちが遠く離れた世界や古代の銀河を驚くほど詳細に観察できるようになるだろうと語りました。

金曜日、NASAは、この望遠鏡の最初の5つの宇宙のターゲットを発表した。カリーナ星雲、太陽系外惑星WASP-96b、南環状星雲、SMACS 0723の深宇宙画像、そして2億7000万光年離れた5つの銀河のグループであるステファンの五つ子である。

これまでウェッブ望遠鏡から観測された画像は、望遠鏡が鏡の調整中に撮影した星がちりばめられた写真と、望遠鏡のMIRI装置をテストするために撮影された大マゼラン雲のまばゆいばかりの初画像のみだ。どちらの画像もフルカラーではない。ウェッブ望遠鏡は赤外線と近赤外線の波長域の光を収集するため、科学者たちは画像の内容を虹色の可視光線へと変換する手間を惜しまない。

火曜日に発表される大きな発表は、ウェッブ望遠鏡がこれまで観測してきたものだけでなく、それ以前のあらゆる望遠鏡が観測してきたものにも変革をもたらすでしょう。これらの宇宙のターゲットのうち4つは、ハッブル宇宙望遠鏡によって以前にも撮影されていますが、ウェッブ望遠鏡の威力ははるかに強力です。

スピッツァー(よりぼやけている)とウェッブ(より鮮明)が観測した大マゼラン雲の一部。
スピッツァー宇宙望遠鏡(ぼやけている)とウェッブ宇宙望遠鏡(鮮明な)が捉えた大マゼラン雲の一部。GIF画像:NASA/ESA/CSA/STScI

「この望遠鏡がどれほど素晴らしいものになるかは分かっていましたが、それでも私の期待をはるかに超えるものでした」と、ウェッブ宇宙望遠鏡研究所のNIRCam観測装置の科学者であり、宇宙望遠鏡科学研究所の天文学者でもあるダン・コー氏は、ギズモードとの電話インタビューで語った。「7月12日、宇宙は二度と同じ姿にはならないでしょう。」

実現には長い時間がかかりました。後にウェッブ望遠鏡となる望遠鏡は、ハッブル宇宙望遠鏡が打ち上げられる前の1989年に初めて提案されました。

最終形態となったウェッブは、宇宙船のような姿をしている。全長70フィート(約21メートル)の多層構造のサンシールドが船体を形成し、長さ21フィート(約6.4メートル)の主鏡が帆の反射鏡となっている。しかし、ウェッブはどこかへ航行しているわけではない。地球から100万マイル(約160万キロメートル)離れた宇宙空間のL2と呼ばれる地点に位置しているのだ。L2は第二ラグランジュ点と呼ばれ、NASAが「重力と軌道力学の素晴らしい偶然」と表現する点であり、ウェッブが最小限の進路修正で宇宙空間を安定して航行できるようになる。

ウェッブ望遠鏡がL2に設置され、望遠鏡が極めて正確に打ち上げられたことから、今後20年間は使用される可能性が高い。望遠鏡の運用の最低基準がわずか5年だったことを考えると、これは幸運な偶然だ。

ウェッブ望遠鏡のサンシールドは望遠鏡を低温に保ち、宇宙の遠く離れた微弱な天体から放射される赤外線を捉えることを可能にします。望遠鏡とその機器の温度は、こちらでリアルタイムに確認できます。

ウェッブ望遠鏡は、ハッブル望遠鏡に取って代わるものではありません。ハッブル望遠鏡は、時折の停止や宇宙での修理ミッションにも関わらず、30年以上もの間、天体の画像を撮影し続けてきました。ウェッブ望遠鏡のこれまでの観測結果は、ハッブル望遠鏡の初期の不安定な日々よりもはるかに順調な進歩を示しています。しかし、両望遠鏡の宇宙観測方法にはほとんど重複がありません。ハッブル望遠鏡は主に可視光線と紫外線の波長域を観測し、ウェッブ望遠鏡は赤外線と近赤外線のみを観測します。

「ハッブル宇宙望遠鏡は近赤外線で少しの観測はできるが、それを超えると、ウェッブ望遠鏡はこれまでのものより100倍、場合によっては1000倍も感度が高く、画像も10倍鮮明だ」と宇宙望遠鏡科学研究所のウェッブ・プロジェクト科学者、クラウス・ポントピダン氏は電話インタビューで語った。

「ウェッブが撮影するほぼすべての画像は、ハッブル・ウルトラ・ディープ・フィールドよりも優れたものになるでしょう」とコー氏は述べた。これは、数十億光年にわたる約1万個の銀河を含む有名な宇宙画像を指している。「場合によっては、ウルトラ・ディープ・フィールドの方が一部の波長では優れているかもしれませんが、ウェッブははるかに遠い波長まで観測範囲を広げ、解像度もはるかに優れています。これまでの成果をはるかに上回らないようにするのは、非常に難しいのです。」

先週の記者会見で、NASAの関係者は7月12日に撮影される画像には、宇宙のこれまでで最も深い部分から撮影された画像と、少なくとも1つの太陽系外惑星が含まれると発表しました。NASAは本日発表した声明で、この深宇宙画像はSMACS 0723のものであると明らかにしました。SMACS 0723は銀河団で、その向こう側の古い光を歪ませることで、遠くのかすかな天体の観測を容易にしています。また、この太陽系外惑星は地球から1,150光年離れたガス巨星WASP-96bであることが明らかになりました。

活動銀河核であるクエーサーの図。ウェッブ宇宙望遠鏡は少なくとも6つのクエーサーを観測する予定。
活動銀河核であるクエーサーの図。ウェッブ宇宙望遠鏡は少なくとも6つのクエーサーを観測する予定。イラスト:NASA、ESA、J. Olmsted (STScI)

ウェッブ宇宙望遠鏡には4つの科学目標があり、来週以降に私たちが目にするであろうものを垣間見ることができます。ウェッブ宇宙望遠鏡の任務は、宇宙最古の光を集め、初期の銀河の形成を観測し、塵の雲を透かして星や原始惑星系の誕生を観察すること、そして太陽系外惑星や太陽系内のいくつかの天体の大気を精査することです。

「私たちはビッグバンから97%の時間を観測してきましたが、宇宙の時間の最初の3%、つまり最初の4億年については、まだ天体一つとして、その姿を捉えられていません」とコー氏は述べた。「この望遠鏡がどれほど素晴らしいものになるかは分かっていましたが、それでも私の期待をはるかに超える素晴らしい成果でした。」

これから撮影される画像には、ウェッブ宇宙望遠鏡の科学機器 4 つすべて、つまり大マゼラン雲を撮影した中間赤外線観測装置 (MIRI)、近赤外線カメラ (NIRCam)、近赤外線分光器 (NIRSpec)、近赤外線イメージング装置およびスリットレス分光器/微細誘導センサー (NIRISS/FGS) が使用されています。

NASAは水曜日、カナダ宇宙庁が開発したFGS装置で撮影されたウェッブ宇宙望遠鏡による新たな画像を公開した。この画像は32時間かけて72枚の露出画像を合成したもので、これまでに撮影された宇宙で最も深遠な画像の一つだ(どうやら来週火曜日までは)。ウェッブ宇宙望遠鏡が軌道に乗るにつれ、記録が次々と破られていくことに慣れていく必要があるだろう。

Webb の Fine Guidance Sensor (FGS) テスト画像には、何千もの淡い銀河の中に星 HD147980 が写っています。
ウェッブ宇宙望遠鏡による精密誘導センサー(FGS)のテスト画像には、数千の微弱な銀河の中にHD147980が写っている。画像提供:NASA、CSA、FGSチーム

火曜日に撮影された画像は、来年度の観測予定が既に埋まっているウェッブ望遠鏡から得られる科学研究の先駆けとなるでしょう。NASAの関係者は先週の記者会見で、ウェッブ望遠鏡の最初の観測対象の一つ(早期公開科学プログラムの一部)は木星とその衛星の一部になると述べました。早期公開プログラムはウェッブ望遠鏡の最初の5ヶ月間の観測に充てられ、こちらでご覧いただけます。

美しいだけでなく、私たちが望遠鏡で使い続けている同じ 5 つのイラストを、実際の星がちりばめられた画像に置き換えることができるため、次のリリースでは読者の皆様にも安心していただけると思います。

火曜日には、宇宙の歴史について今日よりも多くのことを知ることになるでしょう。素人目にも、それはきっとごちそうになるでしょう。

続き:NASAがウェッブ宇宙望遠鏡の驚くほど鮮明な画像を公開

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