ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 + 運 = 長距離宇宙旅行の楽しみ

研究者たちは、予算が厳しいNASAのジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）が銀河の配置の恩恵で幸運に恵まれることを期待している。

欧州宇宙機関（ESA）の科学者たちがガイア衛星から受け取った膨大な量の星探査データに興奮のあまり息を呑んでいる一方で、NASAの研究者たちは、この大型新望遠鏡が実際に宇宙へ旅立った場合にどんな成果をもたらすのかに期待を寄せている。

研究者たちは、天体物理学ジャーナルに寄稿し、重力レンズ効果とかなりの幸運を利用すれば、遠くの星の明るさを1万倍以上に拡大し、JWST搭載の機器で検出できる可能性があると理論づけている。

重力レンズ効果は、星からの光が、光源と観測者の間にある銀河団のような物質の分布によって曲げられ、拡大されるときに発生します。

この効果により光は10〜20倍に拡大される。これは老朽化したハッブル宇宙望遠鏡がこれまで観測された中で最も遠い星「イカロス」を撮影するには十分だが、JWSTがより深く観測するには不十分だ。

さらに進むには、恒星、銀河、そして観測者が完璧に一直線に並ぶ必要があり、その結果、恒星の光は魔法のように1万倍に増幅されます。この効果は数ヶ月しか持続しませんが、初期宇宙の水素とヘリウムで形成された恒星を特定するには十分な時間です。

同じ技術を用いることで、初期のブラックホールの周囲に形成された降着円盤も観測できる可能性がある。研究チームは初期の恒星の寿命は短く、わずか数百万年で超新星爆発を起こしたと予想しているが、伴星を摂食するブラックホールは、その10倍も長く光り続ける可能性がある。

論文の筆頭著者であるアリゾナ州立大学のロジャー・ウィンドホースト氏は、「最初の星とブラックホールの発見は、天文学の長年の目標でした。それらは、これまでコンピューター上でモデル化することしかできなかった、ごく初期の宇宙の実際の性質を私たちに教えてくれるでしょう」と述べた。

しかし、ウィンドホルスト氏が指摘したように、幸運が保証されているわけではない。「幸運に恵まれ、これらの星団を十分長く観測するしかありません。天文学界は、ウェッブが生きている間、これらの星団を監視し続ける必要があるでしょう。」

JWST には 10 年間、おそらくは慎重に管理すればさらに長く使えるだけの燃料が搭載されているため、科学者たちは長期間待つことになるかもしれません。®