ジェームズ・ウェッブ望遠鏡が最初のショットを発表

彼らが期待されていたことはほとんどありません。打ち上げから6ヶ月以上後、新しい宇宙望遠鏡を担当するチームは、宇宙船が撮影した最初のショットを公開して校正段階を完了しました。彼らは期待に応えている。

 

「以前はアクセスできなかったものを見ることができます。私たちは誰も行ったことのない場所に行くことができます。ジョー・バイデン米大統領は確かに重点がある。しかし、彼がジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡で撮影された最初の写真を世界に提示しようとしている間、それは提起された期待に至るまで正当化されます。

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25年以上後、数え切れないほどの遅延とコストの爆発、世界中の天文学者、天体物理学者は、これまでに構築された中で最も強力な望遠鏡の成果を完成させることができるでしょう。

この最初の決まり文句は「深いフィールド」と呼ばれるものです。空に空に空いている先験的なエリアでの長年の写真。目に見える宇宙の部分は、腕の長さに保持されている砂粒の大きさに相当します。しかし、宇宙で失われ、それは宇宙で最も古い銀河の中で約130億年前の何千もの銀河を明らかにします。

ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡から明らかにされた最初のショット。AP

「この画像は、はるかに大きな宇宙をほんの少し垣間見るだけだ」とNASAのボスであるビル・ネスロンは続けた。ウェッブの最初のディープフィールドは、最初のカラー画像だけではありません。それはまた、遠い宇宙の最も深く鋭いイメージでもあります。

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アインシュタインから救助へ

正確には、私たちは何を見ますか?中央の白いハローは銀河団SMACS 0723です。46億光年離れたところで、重力レンズとして機能するため、観察の対象となったのは彼でした。それは確かに非常に大きいので、アインシュタインの一般相対性理論に従って、彼は彼の周りの空間を曲げ、望遠鏡レンズとして機能します:これは、彼の後ろにあるものを増幅して見ることを可能にします。「これらはこれらの赤ピンクの銀河です」と、ノースカロライナ大学の宇宙学者ケイティ・マックは説明します。「そこから来る光はレンズによって歪み、弧として私たちに現れます。彼らは一種の一般的な円形を描いていることがわかります。銀河団の重力は、その周りの空間を折り畳む。後ろの銀河から来る光は、湾曲して私たちに伝わります。したがって、この現象は、そうでなければアクセスできない銀河を観察することを可能にします:「そのうちのいくつかは宇宙からわずか数億年しか現れていません。この決まり文句で銀河の起源をほとんど見ることができます。»

この構造の周りには、星を取り巻く8つのサギで認識できる星が見えます。それらははるかに近く、単に望遠鏡とSMACS 0723の間にあります。最後に、すべての周りに、何千もの銀河が、多かれ少なかれ遠く、非常に異なる形状で明らかにされ、いくつかは記録的な精度でキャプチャされています。「細部はとても印象的です!「ケイティ・マックを熱望している。ウェッブが撮る次の銀河をすべて必要とせずに、この写真を見るだけで、宇宙で最も若い銀河について多くのことを学ぶことができるでしょう。このような偉業を達成するために、ジェームズ・ウェッブは12:30時間のインストールしか必要としなかった。彼の前任者であるハッブルは、同様の、鋭くなく、より豊かな決まり文句を作っていました:しかし、それは彼に10日間の暴露時間かかりました。

ハッブルが作ったのと同じ深い畑で、ジェームズ・ウェッブが撮影したものよりもはるかに豊かではありません。© NASA/ESA/Stscl

このため、新しい望遠鏡は科学界から非常に多くの期待を呼び起こしています:その6.5メートルの鏡(ハッブルの2.4と比較して)と宇宙で最も遠い物体の色である赤外線で見る能力は、それを王の楽器にします。

したがって、最初に公開された写真は、そのすべての約束を果たしました。7月12日火曜日に発表された他の4枚の写真も同様に壮観です。選ばれたターゲットは、特に宇宙望遠鏡によって研究される天体物理学の分野の代表者です。

星の誕生

ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡で観測されたカレーヌ星雲。© NASA/ESA/ASC/STScl

まず第一に、星の誕生があります。これを研究するために、星雲ほど良い場所はありません。この場合、ウェッブが鏡を向けたのはカレーヌのそれだった。

その名前が示すように、カレナの星座では、南の空に見えます。地球から約7,600光年のところにあります。星雲は本物の星の人形です。ハッブルはすでに私たちの銀河のこの地域を撮影し、そこに君臨する大渦を更新していました。巨大な星は激しい星間風を発し、そこの冷たいガス雲に紫外線、その形成の痕跡で水をまきます。この巨大な星雲には、最大で超新星に爆発しようとしているエタカリナエを含む、太陽の50〜100倍の大きさの大きな12個の星が含まれています。

ハッブルは、船体星雲の花火は約300万年前に始まったと判断し、第一世代の星が点灯した。その後、彼らの放射線はガス雲を乱し、それを所に圧縮し、恒星形成の第2段階をもたらした。

ジェームズ・ウェッブが撮影した写真は、私たちに追加の要素をもたらします。「私たちは星形成地域にいます」と、欧州宇宙機関(ESA)のジェームズ・ウェッブ科学ディレクターであるピエール・フェリュイは言います。「ほこりや若い星がたくさんあります。彼らは非常にエネルギッシュな放射線を放出し、原子と電子を分離します。写真では、ガスやほこりをほとんど含まない上部領域と、息をのむような構造を持つ下部領域の間の遷移をはっきりと見ることができます。いくつかの場所では、とても赤い星が見えます。彼らはほこりの中心にあり、ウェッブの赤外線ビジョンのおかげでのみ見えます。この画像は、ミッションの強力なテーマの1つである星の形成を象徴しています。»

2007年4月24日にハッブルが観測したクイル星雲。© NASA/ESA/N.スミス(カリフォルニア大学バークレー校)/StScl/AURA

星の死

ジェームズ・ウェッブが観察した南環の星雲。© NASA/ESA/ASC/STScl

ウェッブのもう一つのスナップショットは、星のライフサイクルに関するものです。今回は、オーストラルリングの惑星状星雲で行われた観測です。ここには惑星に疑問の余地がないので、その名前は誤解を招く。南の空、帆の星座で再び見える、それは実際には死にかけている星の周りに拡大するガス雲であり、毎秒15キロメートルの速度で逃げます。

繰り返しますが、それは以前にハッブルによって撮影されたターゲットです。しかし、ウェッブが取った決まり文句ははるかに正確です。「実際、私たちは2つの星さえ見ますが、そのうちの1つは人生の終わりです。外に出ると脈動し、各パルスで物質の一部を放出します。中心に残っているのは彼の心です。これは白色矮星と呼ばれている」とピエール・フェリュは説明する。「それは非常にエネルギッシュな放射線を発する非常に熱い星です。そのため、画像には青が見えます。これらはこのエネルギー放射に励起される領域です。さらに、赤では、この中央の星によって排出されるガスです。»

1998年11月5日にハッブルによって観測された南環状星雲。
1998年11月5日にハッブルによって観測された南環状星雲。©STScl/AURA/NASA

銀河の踊り

ステファンの五重奏団を形成する5つの銀河は、2億9000万光年で。© NASA/ESA/ASC/STScl

ウェッブが明らかにしたもう一つの決まり文句は、今回は1878年に発見したフランスの天文学者エドゥアール・ステファンにちなんで名付けられた銀河団、ステファンの五重奏に興味を持っています。ペガサスの星座に位置し、5つの相互作用する銀河のグループです。長い歪んだ形状、ガスフィラメントは、この宇宙の「ステップ5」で作用する重力の重要性を証言しています。繰り返しますが、ジェームズ・ウェッブが得た結果ははったりです。「各銀河には数十億の星が含まれている」と、ウェッブのNIRspec機器に取り組んでいるESAのジョヴァンナ・ジャルディーノは説明する。「これらの銀河は、関係する重力のために、ロックされ、相互作用しているかのようである。画像の右側にある2つの銀河は特に印象的です。「それらは融合しています」とジョヴァンナ・ジラディーノは言います。「これは、銀河の進化を制御する相互作用の種類を示すため、画像の非常に重要な部分です。銀河が成長するのは、このメカニズムによるものです。»

赤外線ビジョンはまた、この非常に特定の環境で何が起こっているのかを理解するための他の要素を提供します:「この同じ地域では、銀河間の衝突によってガスとほこりが加熱されているのを見ます。新しい星が生まれるのはこれらの場所です。だから、この地域の星形成のプロセスが見られます」とESAのマーク・マッコーリーンは言います。

2009年9月9日にハッブルが観測したステファンの五重奏団の5つの銀河。© NASA/ESA/ HUBBLE SM4 ERO

他の世界を発見する

星を周回する太陽系外惑星WASP-96bを表すアーティストの見解。© NASA

このシリーズの最後の出版物は写真ではなく、スペクトルと呼ばれるものです。それは確かに、太陽以外の星を周回する惑星である太陽系外惑星の大気の構成です。WASP-96 bはガスの巨人で、その質量は太陽系最大の惑星である木星の半分に相当します。一方、WASP-96 bは星に非常に近い軌道で、私たちと非常によく似ていますが、実際には水星の軌道よりも距離が低いです。したがって、ウェッブの楽器のおかげで初めて、別の世界の大気の構成要素を決定することが可能になりました。

James-Webbによって得られた太陽系外惑星WASP-96 bのスペクトル。© NASA/ESA/STScl

「とても素晴らしい」とピエール・フェリュイは喜ぶ。「これらの惑星はホットジュピターと呼ばれています。それは半分の大きさですが、星にはるかに近い軌道です。この世界の幽霊を得るために、私たちはそれが星の前を通過するのを待たなければならなかった。その後、その光は惑星の大気を通過し、ウェッブの鏡に移動した。「光を分析して異なる色に分解し、各色に対してどれだけ得られるかを調べることで、水蒸気がその一部を吸収していることがわかります」と彼は説明する。「したがって、私たちが見ているのは、太陽系外惑星の大気中の水蒸気の検出です。»

この観察は前例がなく、それが提供する可能性によってめまいがします。ジェームズ・ウェッブを使用すると、他の世界の大気を分析し、生物学的活動のマーカーを探すことが可能になります。ガス大手のWASP-96 bは、そのような発見に理想的な環境ではありません。しかし、概念実証はそこにあり、すでに地球のような惑星の観測キャンペーンが計画されています。私たちは特に、私たちから40.5光年離れた星にちなんで名付けられたトラピストシステムを考えています。7つの岩の多い惑星が周回し、そのうち少なくとも3つは居住可能ゾーンにあります。これらのうち、トラピスト-1 eは地球とほぼ同じ大きさと質量です。

味覚

ジェームズ・ウェッブ望遠鏡のこれらの5つの観測は、何が起こるかの前奏曲にすぎません。彼らは6ヶ月のキャリブレーションフェーズを戴冠します。現在、望遠鏡は完全に機能しており、最初の科学的観察キャンペーンは1年間始まります。したがって、プログラムでは、太陽系外惑星だけでなく、他の深いフィールド、星雲、ブラックホール、星雲、銀河、さらには私たち自身の太陽系の写真も。最初の5枚の写真の出版は質問に答えました:はい、ウェッブは発表されたのと同じくらい強力で効率的です。

12月25日に軌道に乗せたアリアン5ロケットによって行われた完璧な打ち上げも、その寿命を大幅に延ばしました。燃料を節約することで、この機械は現在、少なくとも20年間動作するのに十分な量を持っています。これらの最初の観察はわずか5日間で行われた。したがって、天文学者や天体物理学者が、このユニークな望遠鏡がそれらを提供する発見の収穫を待っているのは、特定のめまいです。

Les prouesses du télescope James Webb • RFI

https://www.rfi.fr/fr/science/20220712-la-nasa-révèle-la-totalité-des-premières-images-du-télescope-spatial-james-webb

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