チャンドラとスピッツァーからの華麗な宇宙写真| 科学| スミソニアン - 記事、科学、技術、宇宙

人間の目には、夜空は星の紙吹雪です。強力な望遠鏡は、私たちのちっぽけな網膜では見ることのできない遠隔の惑星や遠くの銀河を見せてくれます。しかし、ハッブル宇宙望遠鏡でさえ、そこにあるすべてを明らかにすることはできません。多くのオブジェクト（たとえば、褐色d星として知られるくすんだ星）は、あまりにも冷たすぎて、可視光を放つことができません。これは、電磁スペクトルのごく一部を表します。しかし、それらは目に見えない形でエネルギーを放出します：赤外線として知られているより長い波長。超新星と呼ばれる巨大な爆発する星のような信じられないほど熱い物体は、それらのエネルギーの多くを、目に見えない短い波長で放出します：ガンマ線とX線。

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幸いなことに、他の望遠鏡はこれらの眼鏡を私たちが理解できる画像に変換します。 1990年代から2000年代初頭に、NASAは、大天文台として知られる宇宙ベースの望遠鏡を打ち上げました。最初で最も有名なハッブルは、可視光を専門としています。あまり知られていないが同様に重要な機器は、異なる波長に焦点を当てています。

「目的は、電磁スペクトルの各部分に主要な望遠鏡を持つことでした」と、ハーバード・スミスソニアン天体物理学センターの天体物理学者、ジョヴァンニ・ファツィオは言います。「宇宙をさまざまな波長で見ると、まったく異なる画像が得られます。それらはすべてパズルのピースです。」

ハッブルの1990年の打ち上げに続いて、ガンマ線を観測したコンプトン（1991年）、X線を研究したチャンドラ（1999年）、および赤外線望遠鏡であるスピッツァー（2003年）が続きました。コンプトンは2000年に地球に落下し、大気中で崩壊し、太平洋で計画されたように飛び散った。（別の宇宙望遠鏡、フェルミは、2008年に置き換えられました。）しかし、スピッツァーとチャンドラはまだ立ち上がっており、実行されており、宇宙の秘密を解き放ち、それらを作成した人々の希望を超えています。

生まれたばかりの星や食いしん坊のブラックホールのウインクの望遠鏡の写真は、科学者が望遠鏡が検出するさまざまな波長に割り当てる偽色で構成されています。ただし、これらのイメージは、データを多く含んでいるだけでなく、見るだけでもすばらしいものです。フラミンゴのピンク、インディゴ、サフランで脈打つ、いくつかはほとんどサイケデリックです-華やかな銀河は火を吐くように見えますが、他は繊細な自然の形を思い出します：クモの巣、窓ガラスの霜、煙の小枝。いくつかはほとんどスペクトルの品質を持ち、特に「神の手」は、幽霊のような青い指が天を愛careしているように見える若いパルサーのチャンドラの肖像です。

ハッブルを含むほとんどの衛星望遠鏡は地球を一周しますが、スピッツァーは太陽の周りを公転し、軌道上で地球の後ろを追っています。したがって、スピッツァーは、望遠鏡の視界を遮る地球の大気を回避するだけでなく、地球と月からの熱も回避します。液体ヘリウムの供給により、最初は機器がほぼ絶対零度、つまり可能な最低温度である華氏マイナス459度に冷却されたため、望遠鏡自体の放射が測定値を混乱させることはありませんでした。

スピッツァーは、宇宙のより涼しい部分を見ています。赤外線はマイナス450度からプラス6, 000度の温度に関連付けられており、6, 000度は冷たく聞こえないかもしれませんが、天文学者は数百万度の体を記録することに慣れています。

望遠鏡は、他の星の周りの狭い軌道で木星のような太陽系外惑星からの放射を検出し、一部の科学者が疑うように、彼らが独自のミニソーラーシステムをホストする場合、生命の理想的な足場となる茶色の小星を見つけました。スピッツァーは、遠方の銀河の渦巻き状の腕に詰まった塵を覗きこんで、星が生まれている場所を確認することもできます。これらの観察により、私たち自身の太陽系がどのように形成されたかについての洞察が得られます。

望遠鏡の最も驚くべき力は、初期の宇宙を見る能力です。空間を深く見ることは、時間を振り返ることと同じです、とスピッツァーの一部を設計したファジオは説明します。 137億年前の宇宙が拡大するにつれて、可視光は赤外線波長に引き伸ばされます。これは赤方偏移として知られる現象です。スピッツァーの科学者たちは、赤外線に焦点を当てて、当初は宇宙がわずか20億歳だった頃から見ることを望んでいましたが、それよりもはるか昔に遡りました。「今では、7億年前を振り返ることができました」とファジオは言います。約130億年前です。スピッツァーの観測は、宇宙がたった4億年から5億年前の銀河がすでに形成され始めていたことを示唆しています。

X線望遠鏡のチャンドラは、地球の周りを楕円軌道を描き、ハッブルの200倍の高さで飛行します。チャンドラは、若い星から発射されるフレアや超新星の爆発などの暴力的な現象を専門としています。「私たちが知りたいのは、爆発する直前の星の内部で起こっていたこと、爆発自体の詳細、爆発後に起こることです」と、スミソニアン天体物理観測所のチャンドラXのディレクター、ハーベイ・タナンバウムは言います。レイセンター。

チャンドラはまた、中性子星やブラックホールなど、極端な重力または磁場のある物体を探査します。一部の科学者は、宇宙の物質の大部分を占める謎の力である暗黒物質と暗黒エネルギーの研究においてチャンドラが重要であると期待しています。しかし、望遠鏡は、より馴染みのある光景についての新しいことも明らかにしました。土星の輪は、X線で輝いています。

時々、天文学者は3つすべての望遠鏡のデータを使用して画像を生成します。 2009年、トリオは天の川の中核の見事な合成ビューを生成しました。ハッブルは無数の星を示し、スピッツァーは放射ダスト雲を捕らえ、チャンドラはブラックホール近くの物質からのX線放射を追跡しました。

望遠鏡は永遠に続くことはできません。スピッツァーは昨年クーラントを使い果たしましたが、一部の部品はまだ機能するのに十分なほど冷たく、望遠鏡は地球から離れ始めています。「それが行くのを見るのは悲しいだろう」とファジオは言う。「過去25年間、私の人生の大部分を占めてきました。 2015年に、Spitzerの58倍以上の光を収集する能力を備えた新しい赤外線望遠鏡であるWebbが、Spitzerが中断した場所を拾う予定です。

チャンドラはまだうまく機能しており、科学者たちはこの装置が少なくともあと10年間は兵士になることを期待しています。最終的には、おそらく今から1世紀後、使い古された望遠鏡は地球に近づきすぎて大気中で燃え尽きるでしょう。しかし、それまでに楽しみにしてくれる照明画像が他にもたくさんあります。

アビゲイルタッカーはスミソニアンのスタッフライターです。

チャンドラX線観測所は、爆発とブラックホールによって加熱されたガスを示しました。（NASA / CXC / UMass / D.ワンドら）

天の川銀河の中心は、異なる波長に敏感な3つの宇宙ベースの機器からのデータで構成された複合体として見ると、さらに息をのむほどです。（NASA / CXC / UMass / D.ワンドら）

スピッツァー宇宙望遠鏡は赤外線を集め、塵の雲を検出しました。（NASA / JPL-Caltech / SSC / S. Stolovy）

ハッブル宇宙望遠鏡は、近赤外に調整され、星形成の活発な領域を明らかにしました。（NASA / ESA / STScl / D.ワング他）

チャンドラ宇宙望遠鏡はほぼ12年間、高エネルギー物体のX線の特徴を観測してきました。長さ150光年の「神の手」星雲は、パルサーから噴出した高温ガス、または急速に回転する中性子星によって形成されます。（NASA / CXC / SAO / P.スレーンら）

渦巻銀河NGC 4258には、ブラックホールから放出された粒子の生成物である激しい衝撃波によって加熱されたガスを含む、幽霊のような青いアームが2つあります。（NASA / CXC /メリーランド大学/ ASウィルソン他）

チャンドラはカオスのキャプチャに優れています。カシオペア座にあるCas Aと呼ばれる天文学的特徴は、時速数百万マイルで広がる破片の爆発です。約300年前に地球上で見える超新星から発射されました。（NASA / CXC / MIT / UMass Amherst MD Stage et al。）

上の画像の最も明るい部分である星雲M17は、天文学者チャールズ・メシエによって1764年に記録されました。加熱された塵から発する赤外線放射に焦点を合わせたスピッツァー望遠鏡は、星雲に関連する構造を見ることができます。（NASA / JPL-Caltech / M. Povich（ペンシルベニア州立大学））

左側の画像に基づいて、天文学者は、星BP Pscが燃料を使い果たしたときに別の星または惑星を共食いし、その赤い巨大相を延長したと考えています（右の図を参照）。（NASA / CXC / RIT / J. Kastner et al。、Optical（UCO / Lick / STScl / M. Perrin et al）;イラスト：NASA / CXC / M. Weiss）

爆発によりカニ星雲が生成されました。これは、チャンドラ望遠鏡とスピッツァー望遠鏡の助けを借りて科学者がまだ理解しようとしている壮観な構造です。（NASA / CXC / SAO / F.スワード;光学：NASA / ESA / ASU / J.ヘスター＆A.ロール;赤外線：NASA / JPL-カルテック/ユニバーシティミネソタ/ R.ゲルス）