要約:
NASA のナンシー グレース ローマン宇宙望遠鏡がまもなく打ち上げられます。この望遠鏡は、まったく新しい方法で宇宙を観察します。ハッブル宇宙望遠鏡レベルの画像の鮮明さを維持しながら、はるかに広い視野を持ち、科学者が暗黒エネルギー、暗黒物質、遠方の銀河、死につつある星、他の星の輝きに隠れている惑星を研究するのに役立ちます。
ローマ宇宙望遠鏡の打ち上げまであと 1 日です。ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡に次いでNASAが打ち上げる次の主力天体物理学ミッションとして、この宇宙望遠鏡は大規模かつ高効率で宇宙を調査できる最初の宇宙望遠鏡の1つとなる。 NASA は、ローマ望遠鏡が 2027 年 1 月に科学観測を開始すると予想しています。
アリゾナ大学の数名の教職員と学生は、この重要なミッションの立ち上げに参加するために、フロリダ州ケープカナベラルに旅行します。 2026 年 8 月 24 日、ローマ宇宙望遠鏡はフェアリングの梱包を完了し、ファルコン ヘビー ロケットとドッキングされる予定です。
ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡は主に宇宙の比較的狭い領域を深く観察するために使用されますが、ローマ宇宙望遠鏡の優れた利点はそのカバー範囲が広いことです。どちらの望遠鏡も赤外光を観測できるため、天文学者はそれらの観測を組み合わせて、どちらかの望遠鏡だけでは達成するのが難しい宇宙のより完全な画像を得ることができます。
ローマ望遠鏡の主鏡の直径は約 2.4 メートルで、ハッブル宇宙望遠鏡の主鏡と同じ大きさです。しかし、ローマンは観測範囲を大幅に拡大する機器を携行することになる。この広視野計器は、ハッブルカメラと同様の感度を維持しながら、ハッブルカメラの約 100 倍の空の面積を捉えることができます。
ハッブル宇宙望遠鏡は 30 年以上運用されており、夜空の約 0.1% を観測しています。対照的に、ローマン望遠鏡は、同じレベルの解像度で全天をカバーすると期待されています。このような広い視野により、死にかけている星、新しく形成された惑星、巨大な銀河団などの珍しい天体を見つけるのが特に得意になります。
アリゾナ大学の研究者は、これらの観察データの分析と新しい科学的発見の探索に参加します。
暗黒物質と暗黒エネルギーはローマ望遠鏡の主な研究対象であり、現代の宇宙論における 2 つの最も深い謎でもあります。暗黒物質自体は光を発しませんが、その重力は銀河や宇宙の他の構造に影響を与えます。ダークエネルギーとは、科学者が宇宙の膨張を加速させていると思われる謎の影響力と呼んでいるものです。暗黒物質と暗黒エネルギーは一緒になって、宇宙のほぼすべての成分を構成します。
NASA は、暗黒物質と暗黒エネルギーの性質を明らかにすることを目的とした 2 つの研究を支援するために、アリゾナ大学のアリゾナ宇宙論研究所を選びました。 1 つは広範な分野の科学チームが関与し、もう 1 つはプロジェクトのインフラストラクチャの構築を担当します。
アリゾナ大学の天文学および物理学教授であるエリザベス クラウザーは、広範な分野の科学チーム「ローマ宇宙望遠鏡を使用した運動学的重力レンズ研究」を率いています。研究チームは、「運動学的重力レンズ」と呼ばれる宇宙論的測定方法を開発するために200万ドルの資金を得た。
研究者らは、ローマン氏が撮影した画像とスペクトルデータを組み合わせて、これまでよりも正確に暗黒物質と暗黒エネルギーを測定することを計画しています。
アリゾナ大学の別のチームも、多機関共同プロジェクト「ローマン高緯度画像探査を使用した宇宙論科学の成果の最大化」におけるプロジェクト インフラストラクチャの構築を担当します。天文学および物理学の教授であるティム・アイフラーは、ローマ宇宙論データの解釈を担当する作業グループを率いています。
ローマ望遠鏡は、地球に近い銀河だけでなく、非常に遠い銀河も検出します。天文学者はこれらの銀河を見つけてその特性を測定し、銀河の膨大なカタログを作成します。研究者はコンピュータ モデルを使用して、これらのカタログを宇宙の基本的な物理法則に関する情報に変換します。
この作業を完了するには、かなりのコンピューティング能力が必要です。 NASA のローマン プログラムは、コンピューティング リソースの購入のためにアイフラー研究所に 80 万ドルを割り当てました。これらのリソースは、今秋に導入される予定の新しい大学規模の高性能コンピューティング システムの一部となります。アイフラー氏の研究室は、関連研究を行うために今後5年間で240万ドルも受け取る予定だ。
アイフラー氏は、このインフラストラクチャは研究者が銀河カタログから宇宙論的説明への変換を完了するのに役立ち、宇宙の暗黒エネルギーと暗黒物質の内容を決定できるようになると述べた。彼は、世界中から 1,000 人以上の科学者が集まる Cosmology Group の共同議長も務めています。アイフラー氏は、世界的な科学研究コミュニティを組織してこの科学的目標に向けて協力できることは「夢のような仕事」だと語った。
ローマ宇宙望遠鏡は、宇宙の大規模地図を描くだけでなく、系外惑星を直接撮影する新しい方法もテストします。搭載されているコロナグラフは、星の非常に強い光を抑えるために、遮光板、プリズム、検出器、フィルター、自動調整ミラーを使用します。
星の明るい光が弱まると、天文学者は、星の周りを回るはるかに暗い惑星や塵の円盤を観察する機会があります。
現在、人類によって発見された系外惑星のほとんどは、間接的な方法で確認されています。たとえば、科学者は、惑星が星の前を通過することによって引き起こされる星の光のわずかな落ち込みを測定できます。ローマンのコロナグラフは異なるアプローチを採用し、惑星そのものを直接明らかにしようとします。
この機器は、主星よりも 1 億倍暗い惑星を検出できると期待されています。既存の宇宙コロナグラフと比べ、性能が100～1000倍程度向上する。
天文学の准研究教授であり、コロナグラフ観測計画ワーキンググループを率いるスカイラー・ウルフ氏は、この技術は将来の居住可能な世界の天文台にとって重要な検証を提供すると述べた。ハビタブルワールド天文台は、他の恒星系に生命の可能性がある兆候を探すために特別に設計された望遠鏡プロジェクトです。
アリゾナ大学の研究者数名がローマンコロナグラフの開発に参加しており、月惑星研究所所長のマーク・マーリー氏、天文学准教授ユアン・S・ダグラス氏、スチュワード天文台研究助教授ラミア・アンシュ氏、天文学博士研究員ジャスティン・ホルム氏など、将来の観測にも参加する予定です。
メイリー氏は、月惑星研究所准教授のタイ・ロビンソン氏および博士研究員のザラ・ブラウン氏と協力して、コロナグラフのデータを使用して太陽系外の天体の大気を研究する予定です。
ブラウンは、自己発光する巨大惑星の気候モデルとスペクトル モデルを構築してきました。これらの惑星は非常に若くて非常に高温であることが多く、独自の熱赤外線を生成します。彼女のモデルは、惑星の大気の温度、化学組成、雲の状態、各惑星が放出する可能性のある赤外線スペクトルを予測できます。
これらの天体の多くはこれらの波長でこれまで研究されたことがないため、これらの予測は重要です。ブラウン氏は、予測されたスペクトルは観測計画にとって重要であると述べた。ローマのコロナグラフは非常に暗く、コントラストの高いターゲットに直面しているため、研究チームは、ミッションの限られた観測リソースを過度に占有せずに、ターゲット候補を確実に検出できるように十分な観測時間を確保する必要があります。
アンシュのチームは、系外惑星系の構造を研究しています。ホルムは、コロナグラフの校正に最適な星を見つける責任を負い、また、将来のローマのミッション確認目標をサポートするために、地上の望遠鏡を使用した予備観測プロジェクトを主導する責任も負っています。
ローマ宇宙望遠鏡は 2027 年 1 月に科学的運用を開始する予定で、その時点で得られる観測データは世界の科学コミュニティに公開されます。アリゾナ大学は、NASAが承認した9件のローマデータ研究プロジェクトを担当し、関連資金は200万ドルを超える。
これらのプロジェクトの研究範囲には、ダーク エネルギーや系外惑星だけでなく、超大質量ブラック ホール、重力レンズ、銀河形成、再電離過程、宇宙塵などのトピックも含まれています。
ローマン宇宙望遠鏡は、ハッブル宇宙望遠鏡のような画像詳細とハッブルをはるかに超えた視野を備えており、科学者が他の望遠鏡では見逃しがちな天体を発見するのに役立ち、さらにこれらの発見が宇宙の進化の全体像にどのように適合するかを明らかにします。
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