ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は膨大な量の宇宙データを私たちに送信しようとしている

宇宙の私たちの小さな一角は、さらに大きく、さらに明るく、さらに鮮明になりました。これはすべて、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST) のおかげです。NASA は、これまでで最も高解像度の宇宙画像をいくつか公開しました。この望遠鏡はわずか 6 か月前に科学観測を開始しましたが、その最初の一連の画像には、ステファンの五つ子と呼ばれる 5 つの近隣の銀河と、星が誕生するガスの広がりであるカリーナ星雲が含まれており、これまでに撮影された中で最も素晴らしい天体画像の一部となっています。

世界中の宇宙愛好家に驚きを与えるのは、見た目よりも難しい。これらの宇宙のクローズアップ写真が美しいだけでなく、天文学コミュニティの科学的優先事項を反映するようにするために、多くの作業が行われている。では、JWST の次の完璧な写真を作るために、具体的に何が行われているのだろうか?

これらの疑問の答えは、JWST とその前身で 32 年の歴史を持つハッブル宇宙望遠鏡の違いにあります。この 2 つの望遠鏡の機能は大きく異なります。まず、ハッブルは主に可視光線と紫外線の波長内で画像を撮影します。一方、JWST は赤外線カラー スペクトル、つまり肉眼では見えない光波で対象物を捉えます。今公開された魅惑的なシーンを作成するために、科学者はこれらの画像を処理して色を塗りつぶす必要がありました。これは、天文学者が色付けをどのように選択したかによって、同じ宇宙物体の写真が多数あっても、大きく異なって見える理由も説明しています。

さらに、鏡の大​​きさと赤外線を見る能力のおかげで、JWST はハッブルよりもさらに昔の時代を覗くことができます。宇宙機関によると、ハッブルは「幼児銀河」しか見ることができないのに対し、JWST は「赤ちゃん銀河」を偵察できると考えてください。

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火曜日に行われたNASAの記者会見で、JWSTミッションのプログラム科学者であるエリック・スミス氏は、JWSTの最初の写真は技術的には単なる練習に過ぎなかったため、特に驚異的であると述べた。天文学者たちは初期の望遠鏡のターゲットを選ぶ際に保守的すぎたようだ。これらのプロジェクトを計画していたとき、画像がどれほど優れているかに備えていなかったためだと同氏は指摘した。「私たちは発見をしていますが、まだ実際に試み始めてもいません。ですから、この望遠鏡の将来性は素晴らしいのです」とスミス氏は語った。

しかし、現在の画像が証拠となったことで、スミス氏はJWSTの2回目の科学調査サイクルでは「この施設がいかに優れているかが分かるので、人々はもっと冒険的になるだろう」と期待している。

JWSTはハッブルよりも迅速に、より多くのデータを収集できる。JWSTミッションのプログラム科学者であるクラウス・ポントピダン氏は記者団に対し、NASAの科学者は、一般公開される画像に加工されるまでに、個々の画像をダウンロードして処理するのに平均して数週間を費やしていると語った。

ハッブル宇宙望遠鏡は毎週約120ギガバイトの科学データを地球に送信している。今後数日間で、JWSTはハッブル宇宙望遠鏡の毎週の送信量の400倍以上にあたる約50テラバイトのデータを一般に公開する。バイデン大統領が月曜日に公開したJWSTの深宇宙の新しい画像は、異なる波長の画像の合成から作成され、NASAによると、完成までに約12.5時間かかったという。一方、ハッブル宇宙望遠鏡の最も深宇宙の画像は、作成に数週間を要した。

NASA は新たなターゲットリストや新しい画像のスケジュールをまだ発表していないが、JWST の運用開始から 1 年間は、ミッション チームがトラピスト 1 系の太陽系外惑星の調査に重点を置く予定であると NASA の担当者は報告している。この望遠鏡は、この系の大気、居住可能性、惑星の形成についてさらに詳しく知るために「大気偵察」を行う予定である。

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この望遠鏡は数十年はもつと予想されている。十分な燃料があり、宇宙生活の厳しい現実に耐えられる限り、その期間フル稼働できるはずだ。星を見つめている間、この望遠鏡は一種のタイムマシンとして機能し、天文学者に130億年以上前の宇宙の様子を垣間見る小さな輝く窓を提供する。テキサス大学オースティン校の航空宇宙工学および工学力学の准教授であるモリバ・ジャー氏は、望遠鏡が送信する測定結果は、宇宙の起源を覗くために必要な証拠を提供するだけでなく、天文学と航空宇宙工学の将来の進歩にも役立つだろうと語った。

「私たちが本当に望んでいるのは、何が起こったのかを理解するだけでなく、将来何が起こるかを予測することです」と彼は言う。「より正確に予測できれば、人類が永続的に繁栄できるかどうかを確実にするために、より良い決断を下すことができます。」

JWST の将来は今のところ明るいように見えるが、宇宙は決して空ではなく、予測不可能であると天文学者は警告している。現在、この望遠鏡は第 2 ラグランジュ点 (L2) に位置している。これは地球から約 100 万マイル離れた安定した重力領域で、宇宙ゴミや微小隕石などの物体が漂う傾向がある。しかし、Jah 氏は、ロケットの大きな破片、宇宙の岩石、または小型衛星が JWST に衝突した場合、この観測所は瞬時に破壊される可能性があると指摘している。

しかし、この望遠鏡の継続的な成功に大きく左右されるため、JWST が今後も地平線を目指して進み、今後何年にもわたって恒星観測の限界を押し広げていくことはほぼ間違いないだろう。