熾烈な競争により、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の次の宇宙の姿が決まる

ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が宇宙に打ち上げられてからほぼ1年が経ち、NASAの最も強力な遠距離探査機はすでに、私たちを魅了する宇宙の新たな一面を数多く見せてくれています。

ハッブル宇宙望遠鏡の100倍暗い物体を観測できるJWSTは、人気商品だ。科学者たちが最近、JWSTから送られてくるデータを活用し始めて以来、この宇宙船に対する期待は急上昇するばかりだ。2021年12月25日に地球を離れて以来、JWSTは遠く離れた太陽系外惑星に関する新たな詳細や、宇宙の最も初期の時代についての洞察を報告してきた。この望遠鏡の研究1年目が終わりに近づくにつれ、科学者たちはJWSTと協力する機会を求めて列をなし、この天文台の次の科学目標がどこにあるかを見極めるために入札を行っている。しかし、観測時間のほんの一部を確保することさえ、言うほど簡単ではない。

JWST の今後の科学目標を決定するプロセスは、想像以上に技術的だと、ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの天体物理学者メルセデス・ロペス＝モラレス氏は言う。ミッション機の研究プロジェクトは、約 12 か月続く研究サイクルで予定されている。しかし、選択は無作為の抽選や、夕食のテーブルや図書館のコンピューターを予約するような先着順の予約で決まるわけではない。その代わりに、天文学者は NASA ミッションで観測時間を得るため、詳細な研究提案書を提出しなければならないことが多い。

JWST の場合、決定は JWST ユーザー委員会によって行われます。この委員会は 12 人の科学者のグループで、その役割は宇宙望遠鏡科学研究所と NASA ゴダード宇宙飛行センターによって設立されました。委員会の任務は、望遠鏡の科学的パフォーマンスを「最大化」するように観測所の運用が進められるようにすることです。委員会の議長を務めるロペス モラレス氏によると、世界中の天文学者が望遠鏡で観測してほしい観測の提案を提出できますが、そのプロセスは非常に競争が激しく、前回の研究サイクルで採用されたのはわずか 25% (4 分の 1) でした。

「運が良ければ時間が取れる年もあれば、運が悪くて待たなければならない年もあります」とロペス・モラレス氏は言う。

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また、NASA に望遠鏡の高感度機器を広大な宇宙のまったく新しい場所に向けるよう説得するのも容易なことではない。科学者たちは、目標座標を送信し、JWST にその天体をいつ、どのくらいの期間観測してほしいかを強調し、使用する機器やデータ収集方法を推奨する準備をしなければならない。

非常に詳細なロードマップを作成する骨の折れるプロセスの後、提案は匿名のレビューを受け、最終的に選ばれて望遠鏡のエンジニアに送られ、それらのプログラムが実現可能かどうかがチェックされる、と自らその手順を経験したロペス＝モラレスは言う。

ロペス＝モラレス氏は、最近JWSTデータを使用して、地球から約700光年離れた土星サイズの太陽系外惑星WASP-39 bの大気に関する新しい詳細を明らかにしたチームの一員だった。同氏によると、同氏のチームとその協力者には当初、研究のための観測をすべて完了するために約270時間（12日弱）の望遠鏡時間が与えられたという。JWSTの現在の科学サイクルは2022年7月10日に始まり、2023年6月30日に終了する。JWSTの次のサイクルの提案締め切りは2023年1月27日で、最終的には2023年7月1日から2024年6月30日まで続く。

申請手続きは厳しいが、科学者がどのようにして高性能技術へのアクセスを許可されるかを明らかにすると、研究結果が一般市民にどのように公開されるかという疑問も浮かび上がる。今年 8 月、ホワイトハウスの科学技術政策局は、納税者が資金を提供する研究を一般市民がすぐにアクセスできるようにする新しいガイドラインを導入した。NASA を含むすべての政府機関は、遅くとも 2025 年 12 月 31 日までにこのポリシーを実施することが求められている。

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現在までに、多くの宇宙ミッションには、通常 6 か月から 1 年にわたる独占研究期間が設けられています。現時点では、正式な提案プロセスを経て、その機器の科学データの使用を承認された観測者のみが、そのデータに独占的にアクセスできます。調査ミッション TESS のように、観測するターゲットや物体が多数ある他のミッションには、独占期間はまったくありません。しかし、一部の研究者は、将来のミッションから独占アクセス期間を完全に排除する可能性は、科学界に深刻な問題を引き起こす可能性があると指摘しています。

「天文学の世界では、誰でも使えるように結果はすぐに公表されるべきという考えがあると思います」と、JWSTには関わっていないラファイエット大学の物理学助教授ステファニー・T・ダグラスは言う。しかし、一般の人々は、研究者がこれらの画像を使って行いたい、より深く時間のかかる「科学的分析」をしようとはしない。ダグラスは、独占期間は、結果を得るために当初選ばれた人物を保護し、その功績を認めるのに役立つと指摘する。もしすぐに一般に公開されれば、最初に分析を提案してデータを収集した科学者たちは、他の研究グループにチャンスが与えられる前に、急いでそれを使う必要があるだろうと彼女は言う。

スタンフォード大学の観測天文学者で博士研究員のミア・デ・ロス・レイエス氏は、多くの同僚がこうした問題が引き起こすフラストレーションに対処しているのを見てきたと語る。例えば、最初に論文を発表しなければならないというプレッシャーは、天文学界における不平等を悪化させることが多いと彼女は言う。

「天文学者が一般の人々がデータにアクセスすることを望んでいないわけではない」とデ・ロス・レイエス氏は言う。「それどころか、天文学者はオープンアクセスの研究は良いことだと強く感じていると思う。」

とはいえ、独占期間がないことでワークライフバランスが悪くなり、科学界ではあまり見られないような背景やコミュニティ出身の若手科学者が不利になる。また、科学者が複雑な分析を理解しやすく実用的な結果に急いで変換するため、論文を発表しなければならないというプレッシャーから、最初の結果が杜撰なものになる可能性もある。

全体として、デ ロス レイエス氏は、若手科学者たちがこれらの根本的な問題に取り組むための創造的な方法を考え始めることを期待している。なぜなら、JWST のような画期的な宇宙ミッションに誰の時間が割り当てられるかが、最終的にどのような研究が行われるかに影響を与えるからだ。
JWST のリーダーボードで次に誰が優先権を得るかに関係なく、この望遠鏡は科学者だけの特権ではなく、本当にすべての人のためのものだとロペス＝モラレス氏は言う。「これは科学者のおもちゃだとよく言われますが、実際はおもちゃではなく、ツールです」と彼女は言う。「これは人類が宇宙における自分たちの位置、私たちがどこから来て、どこへ向かっているのかを理解するためのツールなのです。」