ハッブルより 1,000 倍速い: 宇宙を拓くために設計された NASA の宇宙望遠鏡を間近で見る

メリーランド州グリーンベルト – NASA の次世代宇宙望遠鏡の時代が来ました。

ローマのナンシー・グレース宇宙望遠鏡は、約 20 年の開発費と 43 億ドルの資金、そして何百人もの科学者と技術者の努力を経て、打ち上げまであと 3 か月を切りました。

この望遠鏡は地球から約100万マイル離れた地点から宇宙を調査し、数億の星と数十億の銀河のパノラマを捉えることが期待されている。 NASA はこの天文台により、暗黒物質と暗黒エネルギーの秘密を明らかにし、太陽系の外にある何千もの惑星を発見したいと考えています。

これは、Roman がこれまでよりも数百メートル速い速度で、より多くの空を測量し地図を作成できるようになるためです。

NASAゴダード宇宙飛行センターのローマン望遠鏡の上級プロジェクト科学者であるジュリー・マクナリー氏は、ローマン望遠鏡はわずか1か月のデータ収集で、天の川のほとんど未踏の部分を覗いて銀河の深い部分に広がる星を研究し、今日存在するものよりもはるかに大きな天文カタログを構築できるだろうと語った。

「ミッションの最初の5年間で、10万以上の遠方の世界、数億の星、数十億の銀河が明らかになることが期待されています」と彼女は語った。

1959年にNASAの初代天文学部長となった女性にちなんで名付けられたナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡は、さまざまな科学的目標に焦点を当ててNASAが運用している約12台の宇宙望遠鏡に加わることになる。

NBCニュースは、NASAが過去10年間にわたって望遠鏡を一つ一つ組み立ててきたクリーンルームでの最終日の望遠鏡を、珍しく間近で観察した。今月末までに、バスサイズの天文台は梱包されてボルチモアに輸送され、その後フロリダ州のケネディ宇宙センターに移動され、8月30日に目標を定めて打ち上げられる予定だ。

「子供たちが大学に行くようなものです」と、最後の望遠鏡の眺めを撮るためにクリーンルームを見下ろす窓に顔を押し付けながらマッケンジェリーさんは語った。 「それはほとんど感情的なものを感じます。」

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1,000 倍の速さで、これまでよりも多くの空を見ることができます

ローマの望遠鏡がその任務中に観察する範囲を頭で理解するのは困難です。

「主要な調査から生成された 1 つの画像を 4K テレビのセットで完全に表示しようとすると、50 万台以上のテレビが必要になります」とマクナリー氏は述べました。 「そして、その規模を感じてもらうために、これらの 4K テレビを地図にすると、45 の都市ブロックをカバーすることになります。または、実際に注目しているものを選択すると、ヨセミテ国立公園のエル キャピタンを完全にカバーすることになります。」

この大規模な調査は完了するまでに 1 年以上かかり、その間に望遠鏡は銀河バルジとして知られる、星がちりばめられた天の川の中心を覗き込みます。

これは、計画されている 3 つの初期調査のうちの 1 つです。別の報告書では、ローマの望遠鏡が1年半以内に全天の約12％をスキャンするよう要求している。結果として得られる宇宙地図により、天文学者は宇宙がどれだけの速度で膨張しているかを測定できるようになり、これにより宇宙で最も不可解な現象の 2 つである暗黒物質と暗黒エネルギーが解明される可能性があります。

科学者たちは、暗黒エネルギーが宇宙の膨張を加速していると考えており、暗黒物質は銀河の物質の大部分を占めていると考えられていますが、暗黒物質は目に見えず、暗黒物質が及ぼす重力の影響によってのみ推測できます。

ワシントンD.C.のNASA本部にあるローマン望遠鏡のプログラムサイエンティスト、ドミニク・ベンフォード氏は、「ローマンが暗黒物質と暗黒エネルギーという双子の謎を理解するのに役立つ決定的なデータを与えてくれることは分かっている」と語った。

３回目の調査では、８０億年前に起きた超新星爆発に焦点を当てる。この宇宙タイムマシンを覗いてみることは、天文学者が宇宙がその歴史を通じてどのように拡大してきたかを追跡するのに役立ち、暗黒エネルギーについてのさらなる洞察を提供します。

ローマの望遠鏡は、1990 年に打ち上げられたハッブル宇宙望遠鏡とよく比較されます。この 2 つはほぼ同じサイズ (セミトレーラー トラックほどの大きさ) で、同様の樽型をしています。しかし、新しい天文台はハッブルの1,000倍の速さで宇宙を調査できるはずで、各画像はハッブルの少なくとも100倍の大きさの空の一部を捉えることになるだろうとマッケンナリー氏は言う。

「状況に合わせて言うと、ローマでの1か月の観察は100年の追悼に相当します」と彼女は言いました。

たとえば、ハッブルによって捉えられたアンドロメダ銀河の象徴的なパノラマビューは、400 以上の観測結果をつなぎ合わせたモザイクでした。 NASAによると、ローマン氏の広い視野により、たった2台で同じパノラマを撮影できるという。

ハッブルとローマンはどちらも、分光法として知られること、つまり光を異なる波長や色に分割することを実行します。天文学者は、どの色が放出、吸収、反射されるかなど、これらのパターンを分析して、宇宙内の物体のサイズ、温度、組成を測定します。

この望遠鏡は、太陽と地球からの重力加速度が釣り合うラグランジュ点である L2 と呼ばれる宇宙の場所に設置されます。これにより、天文台は安定した軌道を維持することができます。そのような点は5つだけ存在し、ローマンは2021年に打ち上げられるジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡と同じものを共有することになる。

ベンフォード氏は、それが始まったら、ローマンはハッブルとウェッブと相乗的に働くはずだと語った。

「もしかしたら、これまで見たことのない新しい星形成領域が銀河系で発見されるかもしれない。そうすれば、ハッブルの素晴らしいツールセットを使って宇宙の興味深い部分を調べ、より詳細に研究できるようになるだろう」と同氏は語った。 「ウェブでも同じことができますが、非常に興味深いオブジェクトを発見するには Roman が必要です。」

予算内かつ予定よりも前倒し

ベンフォード氏は、約 20 年前にこの天文台が紙とペンで思いついたものであったときから、ローマ望遠鏡プロジェクトに関わってきました。

「約20年間このプロジェクトに取り組んできた今、ナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡をフロリダに送り、宇宙に飛ばす瞬間がもうすぐそこまで来ているのに、もう二度と見ることができないなんて、ちょっと信じられないです」と彼は語った。

ベンフォード氏が関与した時点では、この望遠鏡にはまだ名前がありませんでした。選ばれたのは、現代宇宙天文学の先駆者と考えられている女性に敬意を表します。 1925年に生まれ、2018年に亡くなったナンシー・グレース・ローマン氏は「ハッブル宇宙望遠鏡の母」と呼ばれたが、その理由の一つは彼女がハッブル宇宙望遠鏡の議会承認を獲得したと同僚が信じていたからだ。 NASA の最新の宇宙望遠鏡は、2020 年に彼女にちなんで命名される予定です。

NASA の他の主力ミッションの多くとは異なり、ローマ望遠鏡は予算内で予定より早く完了しましたが、これは容易なことではないとベンフォード氏は言いました。

「宇宙でこの天文台を運営することは私の職業人生の大きな焦点であり、長年にわたってそれを実現するのは絶え間ない闘いであると本当に感じていました」と彼は語った。

このプロジェクトは、新型コロナウイルスのパンデミックや米国史上最長となった2度の政府機関閉鎖（今年と昨年）など、大きな混乱を経験している。当初、NASAはローマ望遠鏡を遅くとも2027年5月までに打ち上げる予定でした。

この天文台はスペースX社のファルコン・ヘビー・ロケットで打ち上げられる予定だ。その後、ローマの望遠鏡は宇宙の目的地まで3か月以上旅するだろうとベンフォード氏は語った。それが到着すると、ミッション管制官は科学観測を開始する前に、天文台の機器のテストに時間を費やします。

すべてが計画通りに進めば、望遠鏡の最初の画像が今年末までに公開される可能性があるとベンフォード氏は語った。

「クリスマス前後になるかもしれないので、素敵なプレゼントになるといいですね」と彼は語った。

NASA には、これ以外に大型宇宙望遠鏡の開発が予定されていません。同局は外惑星の生命の痕跡を探す「ハビタブルワールド天文台」と呼ばれるミッションを提案しているが、たとえそのプロジェクトが前進したとしても、打ち上げは1940年代になる見通しだ。

そのため、ローマ望遠鏡の打ち上げはゴダードの従業員にとって特に重要であり、その中にはハッブルやウェッブの研究にも携わった人もいました。

「興奮しているだけでは十分ではないようです。私はこれにキャリアの半分を費やしてきました」とミッション システム エンジニアのマーク メルトンは語ります。彼は、望遠鏡が最終的に展開されるときに亀裂が入るだろうと予測しています。

「それは紙だった。そして今、それは現実だ」と彼は言った。

この記事は元々 NBCNews.com に掲載されたものです