ウェッブ宇宙望遠鏡が次に何を見せてくれるのか

デビッド・W・ブラウン著

欧州宇宙機関が2021年のクリスマスの日にNASAのジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を仏領ギアナから打ち上げて以来、望遠鏡は地球から約100万マイル離れた宇宙に浮かんでいる。 航海中、JWST は折り紙のように展開し、一連のソーラー パネル、強力なアンテナ、金色の鏡のハニカム、銀色の帆のような日よけを放出しました。 その後、科学者たちは 3 か月以上をかけて、ナノメートルの精度でミラーの位置を調整しました。 この望遠鏡が最初の画像を公開してから約 1 年後、このプロジェクトに取り組んでいる NASA のトップ科学者であるジェーン・リグビー氏は、この望遠鏡が「要求を上回っただけでなく、我々が夢見ていたよりも優れた性能を発揮した」と私に語った。 最近、ウェッブは、宇宙の最初の10億年間の銀河がこれまで考えられていたよりも活動的であり、大量の星を大爆発的に形成していたことを示すのに貢献した。 「予測はありましたが、これは未知の領域であり、ハッブルができるかどうかの崖を越えており、期待は地図全体にありました」とリグビーは私に語った。 「私たちは無知でしたが、今では素晴らしいデータを手に入れることができました。」 最近、この望遠鏡の科学運用開始 1 年を記念して、ウェッブ チームは、地球に最も近い恒星誕生の地であるへびつかい座ロー座雲群で星が誕生する記念画像を公開しました。

最初の望遠鏡は、筒の中に 2 枚の丸いガラスを入れて作られていました。 ガリレオ・ガリレイは、20倍に拡大できる望遠鏡を使って木星の衛星を発見し、地球が宇宙の中心ではないことを示しました。 60年後、アイザック・ニュートンは、光をより効率的に集中させる凹面鏡を使用して、最初に成功した反射望遠鏡を完成させました。 何世紀にもわたって、望遠鏡は成長、改良され、ますます暗くなり、遠くにある天体を発見できるようになりました。 ウェッブは、この進歩の集大成を表しています。 ハッブル宇宙望遠鏡の100倍の威力があり、人間の目には見えない赤外線を観測します。 （光は、より長い波長からより短い波長まで、赤外線、赤、オレンジ、黄、緑、青、藍、紫、紫外線のスペクトルに当たります。）それは、部分的には、間もなく地球に到達してきた光を集めるように設計されました。ビッグバンの後。 天文学者がその鏡を宇宙の果てに向けると、文字通りの黎明期に近い、130億年前の宇宙が見えます。

リグビーは、メリーランド州グリーンベルトの NASA ゴダード宇宙飛行センターで働いており、2010 年からは天体物理学者としてジェームス ウェッブ宇宙望遠鏡チームに所属し、6 月からは JWST の上級プロジェクト科学者として働いています。 私たちは彼女の昼休み中にビデオチャットで話をしました。 私が彼女に質問している間、彼女は家から持ってきたタッパーにフォークを突き刺し、よく噛んで答えを考えていました。 彼女は生き生きとしたストーリーテラーであり、手のジェスチャーや黒い角縁の眼鏡の微調整で要点を区切ることがよくあります。 私は彼女に、望遠鏡の独特なデザイン、天文学が私たちの日常生活をどのように形作るか、そしてウェッブがすでに埋め始めている人間の知識のギャップについて尋ねました。私たちの会話は編集され、凝縮されています。

ハッブル宇宙望遠鏡が打ち上げられたとき、私たちはすぐにその画像がぼやけていることを知りました。 エンジニアはそれに相当する眼鏡を作らなければなりませんでした。 JWST の展開が非常に複雑であることを考えると、初期の段階でそのような問題はありましたか?

その仕組みのため、ハッブルが宇宙に上がるとき、光学系は完璧でなければなりませんでした。 JWST では、自動的に修正できるミラーをリリースしました。 主鏡セグメントは 18 個あり、これらは美しい金色の六角形であり、空間内で修正できるように設計するというアイデアがあります。 適切な位置に配置されるまで移動するだけです。 JWST が最初に導入されたとき、明るい星を観察するこの長く反復的なプロセスを通じて、これらすべてのミラーが合唱団のように連携するようになりました。最初は、誰もが独自のキー、独自の曲、独自のジャンルを持っていました。自分たちのことをやっている。 そして最後には、彼らは連携して、複数のパートからなるタイトなハーモニーで歌います。