宇宙への旅人

JWSTが車輪銀河を撮影


車輪銀河。JWSTの近赤外線カメラNIRCamと中間赤外線観測装置MIRIのデータを合成した擬似カラー画像。衝突した小さい銀河は画像外にある（提供：NASA, ESA, CSA, STScI）

ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が赤外線の眼でとらえた車輪銀河の姿が公開された。銀河の衝突で作られた構造がこれまでより格段によく見える。

ちょうこくしつ座の方向約5億光年の距離に位置する「車輪銀河」（Cartwheel galaxy、ESO 350-40）は、小さな銀河が大きな渦巻銀河に高速で衝突した結果、大きな銀河がスポークがついた車輪のような姿になったものだ。ハッブル宇宙望遠鏡（HST）などが撮影したユニークな姿がよく知られているが、塵に隠されて見えない構造も多く、全貌は明らかになっていなかった。

そこへ、今夏に観測を開始したジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）が持つ赤外線の眼が向けられた。その画像からは、過去数十億年間に銀河がどのように変化してきたかがわかるとともに、今もゆっくり変貌を遂げつつあり、構造全体が大きく変化していることが改めて示された。

上の画像は、0.6μm～5μmまでの近赤外線領域を撮影する近赤外線カメラ（NIRCam）と中間赤外線観測装置（MIRI）のデータを合成して作られたものだ。

NIRCamのデータは青、オレンジ、黄色の擬似色で表現されていて、このうち青は若い星や星形成領域に相当する。外側のリングはおよそ4億4000万年間広がり続けていて、周囲のガスにぶつかることで星形成がうながされている。一方、中心部には古い星や濃い塵が分布している。

MIRIのデータは赤の擬似カラーで示されており、銀河内の塵について詳しく知るにために役立つ。炭化水素などの化学物質や、シリカを含む塵が大量に存在する領域があることがわかった。これらの領域は、内側と外側のリング構造をつなぐスポーク状の構造の骨格となっている。スポーク状の構造は2018年に公開されたHSTによる画像でもとらえられていたが、このJWSTの画像ではより顕著になっている。


MIRIのデータのみで描き出した車輪銀河。外側のリングでは星の形成が盛んで、その間にある塵の多い領域には星や星団が見える。オレンジ色は、外側のリングの若い星からエネルギーを受けている、炭化水素を含む塵。スポーク状構造に存在する塵は、ほとんどがシリカの塵（提供：NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Production Team）

2022年8月5日
AstroArtsより

JWSTの最終調整完了、科学機器の試運転へ


試験画像
望遠鏡調整の最終段階で撮影された、大マゼラン雲の一部をとらえた試験画像。NIRSpec：近赤外線分光器／NIRCam：近赤外線カメラ／MIRI：中間赤外線装置／FGS：ファインガイダンスセンサー／NIRISS：近赤外線撮像・スリットレス分光器。画像クリックで表示拡大（提供：NASA/STScI）

ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡のミラーセグメントの微調整が終わり、観測本番を迎えられる状態となった。残すところは科学機器の調整である。

昨年12月に打ち上げられたNASAのジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）は、各部の展開を経て、3月に18枚のミラーセグメント（分割鏡）が揃い像を結べるようになっていた。その後、わずかな誤差を取り除き光学系を仕上げる最終調整が続けられていた。

調整の成果を確認する試験として大マゼラン雲の一部を撮影したところ、4つの観測装置やセンサーの視野内ではいずれも、ひしめく星々のシャープな星像が結ばれていた。

試験画像の取得成功を受けてJWSTチームでは会議を開き、次の段階である科学観測機器の試運転へと進む準備ができているという見解で全会一致した。「首尾良く調整された望遠鏡がもたらしたこれらの驚くべきテスト画像は、宇宙を探求する果敢な科学的ビジョンがあれば、様々な国や大陸から集まった人々が何を達成できるかを示しています」（NASAゴダード宇宙飛行センター Lee Feinbergさん）。

JWSTでは今後約2か月間をかけて、各搭載機器を様々な組み合わせで設定・運用する試運転が行われる。また、色々な方向に望遠鏡を向けたときの太陽からの放射による安定性への影響も確認される。そのほか2日に1度メンテナンス観測が実施され、ミラーセグメントの向きの監視や調整も行われる。

The Webb Telescope Completes Alignment Phase


望遠鏡の最終調整の完了に関する動画「The Webb Telescope Completes Alignment Phase」（提供：James Webb Space Telescope）

2022年5月10日
AstroArtsより

ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡「次の恒星間天体」の観測に挑戦


【▲2017年人類史上初めて確認された恒星間天体オウムアムアの想像図（Credit: NASA, ESA, and J. Olmsted and F. Summers (STScI)）】

NASAは2月16日、NASAなどの次世代ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が次の恒星間天体の観測に挑戦すると発表しました。

ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、偉大な業績をあげたハッブル宇宙望遠鏡の後継機で、直径6.5ｍの主鏡を持ち、暗い光に対する非常に高い感度と優れた空間分解能で、赤外線を観測します。ちなみに、ハッブル宇宙望遠鏡の主鏡の直径は2.4ｍです。

すでに、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、観測地点である「太陽と地球のラグランジュ点のひとつ「L2」を周回するような軌道（ハロー軌道）」へ到着しており、本格的な観測の開始に向けて、鋭意調整中です。


【▲確認された人類史上2番目の恒星間天体ボリソフ彗星の画像。ハッブル宇宙望遠鏡により撮影（Credit: NASA, ESA, and D. Jewitt (UCLA)）】

これまで、恒星間天体はたった2つしか見つかっていません。2017年に発見されたオウムアムアと2018年に発見されたボリソフ彗星です。

天文学者達は常に次の恒星間天体を探しています。しかし、その候補が見つかっても、追加観測によって軌道を調べるなど、数日から数か月かかるといいます。

そして、恒星間天体であることが確認されると、いよいよジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の出番です。その恒星間天体の軌道が、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の視野を横切る場合、近赤外線と中赤外線といった2つの赤外線の波長での観測が予定されています。

近赤外線の分光観測では、太陽の熱で氷が蒸発してできたガスの化学的な組成を調べます。また、中赤外線の分光観測では、表面から吹き上げられたチリや砂、礫などの化学的な組成を調べます。ちなみに、近赤外線の分光観測はNIRSpec（Near-Infrared Spectrograph）、中赤外線の分光観測はMIRI（Mid-Infrared Instrument）と呼ばれる観測装置です。

調査チームを率いるマーティン・コルディナーさんは「（優れた性能を誇るジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の観測によって）恒星間天体の化学的な組成を調べ、恒星間天体がどこから来たのか、それがどのようにしてつくられたのか、などその本質について知る空前の（unprecedented）機会を得ることができます」とコメントしています。

Image Credit: NASA, ESA, and J. Olmsted and F. Summers (STScI)／NASA, ESA, and D. Jewitt (UCLA)

2022-03-09
Soraeより

宇宙望遠鏡「ジェイムズ・ウェッブ」から初の画像が到着！ 主鏡を写したセルフィーも


【▲ ウェッブ宇宙望遠鏡の「NIRCam」が撮影した恒星「HD 84406」。主鏡を構成する18枚のセグメントは位置合わせが済んでいないため、1つの星の像が18個に分かれている（Credit: NASA）】

こちらは、2021年12月25日に打ち上げられた新型宇宙望遠鏡「ジェイムズ・ウェッブ」の近赤外線カメラ「NIRCam（Near Infrared Camera）」を使って取得された画像です。

2022年1月下旬に太陽と地球のラグランジュ点のひとつ「L2」を周回するような軌道（ハロー軌道）へ到着したウェッブ宇宙望遠鏡は、現在科学観測に向けた機器の調整を行っています。画像はその一環として試験的に撮影されたもので、アメリカ航空宇宙局（NASA）から現地時間2月11日に公開されました。

画像には20個近い星が写っているように見えますが、明るい光点はすべて同じ星を示しています。試験撮影の対象となったのは「おおぐま座」の方向およそ260光年先にある恒星「HD 84406」です。NASAによると、地球から見たこの星は他の星々に紛れることなく孤立していて、明るく簡単に識別できることから選ばれたといいます。


【▲ 冒頭の画像に注釈を加えたもの。どの像がどのセグメントに反射されたものなのかが示されている（Credit: NASA）】

1つの星から届いた光（近赤外線）が複数見えているのは、ウェッブ宇宙望遠鏡の構造と関係があります。

ウェッブ宇宙望遠鏡の主鏡、副鏡、サンシールド（太陽光を遮り機器を冷やすための日除け）といった各部分は折りたたんだ状態で打ち上げられ、宇宙空間で展開する構造が採用されています。展開作業は2021年12月下旬から2022年1月上旬にかけて実施され、無事完了しましたが、科学観測前の作業が全て終わったわけではありません。

Impression of Webb’s journey to space


【▲ ウェッブ宇宙望遠鏡の打ち上げから主鏡の展開完了までを示した動画】
（Credit: ESA/ATG medialab）

ウェッブ宇宙望遠鏡の直径6.5mの主鏡は、18枚の六角形セグメントで構成されています。個々のセグメントで反射された光は長い支柱の先にある1枚の副鏡に集められて、そこからNIRCamなどの観測機器へと送られます。

そのため、主鏡を「1枚の鏡」として機能させるには、各セグメントの位置を精密に合わせる必要があります。現在はまだ主鏡セグメントの位置合わせが済んでいないので、冒頭の画像のように、1つの星の像が18個に分かれてしまっているというわけです。


【▲ ウェッブ宇宙望遠鏡が撮影した「セルフィー」。主鏡を構成する18枚のセグメントが写っている（Credit: NASA）】

また、NASAは冒頭の画像とともに、NIRCamに組み込まれている特殊なレンズを使って撮影されたウェッブ宇宙望遠鏡の「セルフィー（自撮り）」も公開しています。この特殊レンズはウェッブ宇宙望遠鏡の主鏡セグメントを撮影するために設計されたもので、科学観測用ではありません。画像には18枚のセグメントが整然と配置された主鏡が写っています。

NASAによると、今回の試験撮影は主鏡を調整するための基礎となりました。運用チームはこれから1か月ほどかけてセグメントの位置を調整しますが、その後も本格的な観測を始める前に数多くの作業が残されているといいます。ウェッブ宇宙望遠鏡が科学観測で取得した最初の画像は、2022年夏に公開される予定です。

Image Credit: NASA

2022-02-19
Soraeより