「プロジェクト・ブルー」は双子地球の初めてのスナップショットを撮ることを目指す

本日発表された新たなミッションは、太陽系に最も近い2つの太陽のような恒星があるアルファ・ケンタウリ系の写真を撮ることを目的としている。

この望遠鏡は、居住可能な可能性のある太陽系外惑星の初めての光学画像を撮影することを目指しており、チームはその結果として、ボイジャー探査機が撮影した地球の有名な写真に似た「淡い青い点」が映し出されることを期待している。

「プロジェクト・ブルー」と名付けられたこの民間資金によるミッションは、わずか数年で望遠鏡を軌道に乗せることを目指している。これは宇宙望遠鏡としてはごくわずかな時間だ。

プロジェクト ブルー チームには、一流の科学者が揃っています。プロジェクト ブルーのリーダーの 1 人は、BoldlyGo 研究所の現 CEO で、以前は NASA の天体物理学のディレクターを務めていたジョン モースです。マサチューセッツ大学ローウェル校、SETI 研究所など、他の大学や団体もこのミッションに参加しています。

「これは民間資金で実現できるものだと我々は信じており、できるだけ早く実現したい」とモース氏はポピュラーサイエンス誌に語った。

「かなり野心的な計画です」とNASAのケプラー科学チームのメンバーで、プロジェクト・ブルーには関わっていないスティーブ・ハウエル氏は言う。「でも、それは構いません。野心的なことをやるべきです」

なぜアルファケンタウリなのか?

アルファケンタウリが選ばれた理由の1つは、それが太陽系に非常に近いという点だ。隣に居住可能な惑星があるという考えは魅力的だ。科学者たちはアルファケンタウリに惑星があるかどうかまだわかっていないが、ケプラー望遠鏡のデータによると、天の川銀河のどの恒星も平均して少なくとも1つの惑星が周回しているという。

アルファケンタウリ系の恒星は、その大きさゆえに、またユニークな機会を提供します。いずれかの恒星の周りを周回する岩石惑星がある場合、居住可能領域は恒星から十分離れているため、理論的には望遠鏡で惑星から反射される光と、その惑星が周回する恒星の光を分離することができます。

惑星がもっと遠かったり、恒星が小さかったりしたら、それははるかに難しくなるだろう。例えば、太陽に非常に近い恒星で、現在ではそのハビタブルゾーンに地球サイズの惑星があることがわかっているプロキシマ・ケンタウリなどだ。研究者らによると、プロキシマ・ケンタウリは、惑星と恒星が近すぎることも一因で、候補としてはそれほど良くないという。

さらに、「[アルファケンタウリに] 2 つの恒星があるという事実は、コイン投げの 2 つのようなものです」とモース氏は言います。「4 つの結果が考えられますが、何も起こらないのはそのうちの 1 つだけです。そのため、少なくとも 1 つの恒星の周りに地球型惑星があることを期待しています。できれば両方に地球型惑星があれば、素晴らしい発見になるでしょう。」

仕組み

「地球を他の恒星系から見ると、可視光線のスペクトルでは太陽の10億倍から100億倍も暗いことがわかります」と、プロジェクト・ブルーに取り組んでいるマサチューセッツ大学ローウェル校の物理学者スプリヤ・チャクラバーティは言う。そのため、地球のような惑星を遠くから特定し、写真を撮るのは非常に難しい。プロジェクト・ブルーは、コロナグラフを使用して、チームが恒星の1つを周回していると思われる暗い惑星を見つけ出すことを計画している。

コロナグラフのアイデアは古くからある。名前が示すように、かつては太陽のコロナを調べるために、太陽の残りの部分の光を遮断して使用されていた。現在、世界中の研究者たちは、その技術を転用して、より遠くの恒星からの光を遮断し、通常は太陽の明るさにかき消されてしまうような惑星などを観測できるようにしようとしている。

科学者たちはまた、まったく揺れることなく長時間にわたって星に焦点を合わせることができる機器を製作する必要がある。

「写真を撮るときに手が震えないよう気を付けるようなものです」とチャクラバーティ氏は言う。

微調整された焦点合わせ機能とコロナグラフ、そして画像の焦点を合わせるのに役立つ変形可能なミラーは、世界中の研究室で開発が順調に進んでいるが、このミッションが成功するには、それらを組み合わせて打ち上げる必要がある。

チャクラバーティ氏はすでに、この望遠鏡（18インチの鏡を搭載）のこれら3つの側面を、短期間のロケット実験でテストしている。次のステップは、望遠鏡の技術の試作品を気象観測気球に打ち上げ、宇宙に近い環境で各部品がどの程度うまく機能するかを確かめることだ。

その後、望遠鏡を組み立て、既存の衛星と同様に商用ロケットで低地球軌道に打ち上げる計画だ。このプロジェクトでは宇宙船も打ち上げ会社もまだ決まっていないが、プロジェクト・ブルーは3年ほどで打ち上げ可能なシステムを完成させ、その後2年間運用してアルファ・ケンタウリ系の写真を撮影し、惑星を探す予定だ。

最終的なコストはまだ調整中ですが、モース氏は数千万ドルになると見積もっています。決して小さな金額ではありませんが、ハッブルのようなより汎用的な宇宙望遠鏡を建造するのに必要な数十億ドルには遠く及びません。目標は、約 5,000 万ドル、できればそれよりずっと少ない費用で望遠鏡を建造することです。

「もし、一つの目的に特化したものを作るのであれば、一般的な科学研究や多くの星の観測といった大きな目的を持つものを作るよりはるかに簡単です」とハウエル氏は言う。「原理的には、これは簡単にできると思います。まあ、簡単ではないかもしれませんが、できる可能性はあります。」

競合他社

プロジェクト ブルーは太陽系外惑星の画像を撮影する唯一のプロジェクトではありません。NASA の広域赤外線サーベイ望遠鏡 (WFIRST) は太陽系外惑星を撮影する機能を備えているはずですが、ハッブル宇宙望遠鏡とまだ打ち上げられていないジェイムズ ウェッブ宇宙望遠鏡の後継機は 2020 年代まで打ち上げられる予定はありません。

他の計画はさらに遠く、費用もかかる。NASAが提案している太陽系外惑星を観測するEXO-Cプロジェクトは約10億ドルの費用がかかり、現時点ではWFIRSTが前進しない場合にのみ飛行のチャンスがある。

民間ベンチャーもアルファケンタウリに目を向けている。ユーリ・ミルナーの「ブレークスルー：スターショット」は、何千もの小型探査機をアルファケンタウリに高速で送り込み、この星系のクローズアップ写真や測定を行う。しかし、このプロジェクトは建造と打ち上げに何年もかかり、アルファケンタウリまでの旅には（楽観的に見て）約20年かかり、費用は1億ドル以上かかる。

百聞は一見に如かず

プロジェクト・ブルーは、アルファ・ケンタウリ系にある地球に似た可能性のある惑星の直接画像を撮影するための最も安価で効率的な方法となることを目指しています。

しかし、地球に似ているというのは多くの意味を持つ。地球と全く同じ惑星が見つかれば素晴らしいが、我々の宇宙のように広大な宇宙では、多少の余裕がある。彼らが見たいのは、地球の半分から1.5倍の大きさで、大気を保持できるほどの大きさだが、重力に耐えられないほど大きくない惑星だ。彼らは、表面に液体の水が存在できるハビタブルゾーンで恒星を周回する惑星を望んでいる。

モース氏は、惑星に液体の水が豊富にあるかどうかは、彼らが探している重要な特徴の 1 つだと語る。液体の水を示す青みがかった色合いの惑星が見つかった場合、彼らは雲や比較的穏やかな温室効果ガスの影響も探すことになるだろう (金星ではなく地球を想像してほしい)。

地球の双子をこんなに近くで発見するのは興奮するだろうが、たとえ研究チームが成功したとしても、詳細な画像は期待できない。結果として得られる画像は小さな点になる可能性が高いが、その点がさらに大きなものにつながる可能性もある。

「もしアルファケンタウリ星の周囲に淡い青い点を発見したら、より大きな施設を緊急に建設し、その特徴をさらに詳しく調べ、最終的には気象パターンや山脈や大陸を見ることを望むようになるでしょう。そのようなことへの関心がさらに高まるでしょう」とモース氏は語った。「それが、私たちがこのプロジェクトに与えたい影響なのです」

訂正 2016 年 10 月 11 日午後 2 時 35 分 (東部時間): この記事の以前のバージョンでは、Project Blue の望遠鏡が太陽系外惑星の初の光学画像を撮影すると述べられていました。実際、他の望遠鏡が太陽系外惑星の画像を撮影していますが、Project Blue は居住可能な可能性のある太陽系外惑星の初のスナップショットを撮影することを目指しています。この記事は、この誤解を修正するために更新されました。