彼は「メリーゴーランド」を使って有望な分野を開拓した

人類は古くから肉眼や光学望遠鏡を用いて、さまざまな天体から放射される可視光線（光学的）放射を観測しており、可視光線放射は人類が天体の謎を探るための唯一の「メッセンジャー」となってきました。 1932年から1933年にかけて、若い無線技術者たちが宇宙からの電波を検出し、その発生源の正確な位置を特定し、電波天文学というまったく新しい分野を切り開きました。しかし、彼の業績は死去するまで天文学者の間で広く認められず、ノーベル賞を逃した。彼の死後まもなく、電波天文学は急速に発展し、さまざまな天体系や宇宙そのものに対する人類の理解を大きく変えました。

著者 |王山琴

1609年、ガリレオ・ガリレイ（1564-1642）は自ら作った望遠鏡を空に向け、天体望遠鏡を初めて使用した数少ない人物の一人となった。ガリレオはこの望遠鏡を使って月、木星、土星などの天体を観察し、天の川が無数の星で構成されていることを発見しました。これらの発見はガリレオを偉大な天文学者にするのに十分でした。

300年以上経って、若い無線技師が自ら作った独創的なアンテナアレイで空をスキャンし、謎の無線信号を発見しました。彼は継続的な観察と分析の結果、これらの無線信号が地球外の深宇宙から来ていることを突き止めました。この発見により、天文学のまったく新しい分野である電波天文学が開拓され、彼のアンテナアレイは世界初の電波望遠鏡となりました。

この若者はカール・グーテ・ヤンスキー（1905-1950）でした。科学的観点から見ると、電波天文学を切り開いたジャンスキーの重要な発見の重要性はガリレオのそれよりもさらに大きい。ガリレオ以前にも、人類は肉眼で星の光や太陽光を集めることができた。ジャンスキー以前には、人類は宇宙からの電波放射を確認したことがなかった。彼はまさに「電波天文学の父」と呼ばれるにふさわしい人物です。

残念なことに、ジャンスキーが開拓した電波天文学は、当時のほぼすべての天文学者から無視されました。彼は病気のため若くして亡くなり、ノーベル賞を逃した。彼の死後、電波天文学は急速に発展し始め、宇宙と宇宙そのものに対する人類の理解が大きく進みました。

ジャンスキー。画像提供: NRAO

無線エンジニアリングホーム

ジャンスキーは1905年10月22日に米国オクラホマ州ノーマンで生まれました。

ジャンスキーの父、シリル・ジャンスキー（1870-1959）はウィスコンシン州リッチランド郡で生まれました。彼の祖父、ヤン・ヤンスキーと祖母、カテジナ・コウクロヴァはチェコ共和国出身でした。ジャンスキーの母、ネリー・モロー（1870-1952）は1891年にシリルと結婚した。ネリーの両親はそれぞれイギリスとフランス出身でした。シリルとネリーには6人の子供がいて、ジャンスキーはその3番目でした。

シリルは16歳で教師になりました。1902年にシリルは辞職し、ミシガン大学に進学して物理学と電気工学の学士号と修士号を取得しました。彼の修士課程の指導教官はカール・グーテ教授（1866-1915）でした。キリルは、師への敬意を表して息子のヤンスキーに「カール・グーテ」という名前を付けました。 1905 年、シリルはノーマンにあるオクラホマ大学の工学部の学部長となり、その後ウィスコンシン大学に異動して電気工学の教授およびエンジニアとなり、退職するまでそこで働きました。 [1]

1906年、1歳のジャンスキー。画像提供: デビッド・ジャンスキー/NRAO

シリルの電子工学と物理学に対する興味と才能は、まず長男のシリル・ジャンスキー・ジュニア (1895-1975) に影響を与えました。幼いシリルはウィスコンシン大学に進学し、後にここで修士号を取得しました。修士号を取得した後、シリル・ジュニアはミネソタ大学に就職し、無線通信と電子工学の研究と教育に従事し、すぐに有名な無線の専門家になりました。シリルは米国におけるラジオの先駆者の一人であり、米国で最も初期のラジオ送信機の製造に貢献しました。

無線技術者の家庭に生まれたジャンスキーは、父親と兄から深い影響を受け、彼らから援助を受けました。

ジャンスキーは公立高校を卒業した後、物理学を学ぶためにウィスコンシン大学に入学した。ジャンスキーさんは健康状態が悪く、慢性腎臓病を患っていますが、アイスホッケー、テニス、スキー、ボウリング、ソフトボール、ゴルフなど、さまざまなスポーツが得意です。彼はチェスやブリッジにも興味を持っています。

1927年、21歳のジャンスキーは優秀な成績で卒業した。翌年、彼はウィスコンシン大学に留まり、物理学の修士号取得に必要なすべてのコースを修了しながら教鞭をとりました。

ベル研究所の登場

1928 年、22 歳のジャンスキーは大学を中退し、ベル電話研究所 (以下、引用元以外は「ベル研究所」と表記) に就職を決意しました。彼は論文を提出していないため、まだ修士号を取得していません。

当初、ジャンスキー氏は腎臓病を患っており現場作業には適さないという理由でベル研究所の人事部に採用されなかった。幼いシリルはその知らせを聞いて、すぐに弟を助けました。シリルは修士号取得のために勉強している間、ベル研究所で短期間働いており、そこですでに人脈を持っていました。 1928 年の夏、若きシリルは夏休みを利用してベル研究所を訪れ、意見交換をしました。彼はベル研究所の人事部に行き、人事担当者と議論し、ジャンスキー氏が身体的にその仕事に適していることを保証した。 [1]

小さなシリルの議論と保証が決定的な役割を果たしました。 1928 年 7 月、ジャンスキーは無線技術者としてベル研究所に入学しました。シリル・ジュニアは後に、ベル研究所の人事部との論争が「研究所が彼を雇う決定に多少影響を与えたかもしれない」と控えめに語った。しかし、彼は誇らしげにこうも言った。「もちろん、ベル電話研究所と科学界には、この決定を後悔する理由など全くなかった。」 [1]

1928年、自宅の階段に座るジャンスキー。画像提供: NRAO/AUI/NSF

ベル研究所でのジャンスキーの上司は、太陽電池の発明者であるラッセル・オール（1898-1987）でした。ジャンスキーは病気だったので、ベル研究所は彼を、環境がより良いニュージャージー州モンマス郡クリフウッドの現場に派遣した。その後すぐに、研究所は彼を近くのホルムデル施設に移送した。

ジャンスキーの人柄と能力は高く評価されています。ジャンスキーが初めてオーアに報告した直後、オーアはジャンスキーが「監督を必要としない」ことに気づき、「彼は自分の足で立つことができるタイプの人間であり、そのような人間に命令しようとすると、彼の良い性質を破壊してしまう」と述べた。オー氏はまた、「ジャンスキー氏は非常に謙虚だ。彼は非常に良い人で、私は彼がとても好きだ」と語った。 [2]

1929年、ジャンスキーはアリス・ナップ（1906-1982）と結婚した。彼らには娘のアンと息子のデイビッドという二人の子供がいました。

ジャンスキーさんは自宅前の階段で妻と子供たちと一緒に写真を撮った。画像提供: 国立電波天文台アーカイブ

謎の無線ノイズ

当時、ベル研究所は大西洋横断無線電話サービスを開発していました。この事業の核となるのは、波長10～20メートルの電波を使って情報を伝送することです。これらの電波は上空に送信された後、地球の大気圏にある電離層で反射され、海の反対側にある受信局で受信され、信号の伝送が完了します。

この目的のために、ベル研究所は地球の大気と電離層の特性について詳細な調査を実施し、無線信号に干渉する可能性のある無線ノイズを排除して、無線通信の品質を向上させる予定です。オール氏の上司ハラルド・フリイス氏（1893-1976）は、ジャンスキー氏に、自分の基地のアンテナを使って無線電波を受信し、無線ノイズの発生源を特定するよう指示した。 [2]

1929 年 3 月、ジャンスキーは波長 14.6 メートル (周波数 20.5 MHz) の電波を受信するための新しいアンテナ アレイの設計と構築を開始しました。ジャンスキーはデザインにおいてフリースに協力した。 1930 年の秋、ジャンスキーは野外研究ステーションにアンテナ アレイとサポート機器を設置することに成功しました。装置全体のコストは1,000ドル未満[3]（2025年の価値に換算すると約18,000ドル）でした。

このアンテナアレイは「Jansky's Carousel」と呼ばれます。直径は約30.5メートル、高さは約6メートルです。 4つの車輪が付いたターンテーブルの上に設置されています。モーターが車輪を駆動してアンテナアレイを回転させ、あらゆる方向からの無線信号を受信できるようにします。 [4] アンテナの自動録画システムはアンテナ近くの小さな小屋に設置されています。信号強度はペンの振動振幅に変換され、紙に記録されます。

ジャンスキーと彼の回転する指向性無線アンテナ (「ジャンスキーの回転木馬」)。画像提供: NRAO/AUI

ジャンスキーのアンテナアレイは複数のアンテナで構成されており、本質的には大きな干渉計であるため、複数のアンテナで受信した信号から信号の方向を正確に判断できます。これは彼のその後の躍進にとって決定的なものでした。アンテナが稼働し始めてから数か月間、ジャンスキーはさまざまな方向の無線ノイズを監視した。分析の結果、彼はこれらのノイズの発生源を、近くの雷雨、遠くの雷雨、安定しているが原因不明の3つのカテゴリーに分類しました。

ジャンスキーの回転指向性無線アンテナの検出範囲。画像出典：参考文献[4]

ジャンスキー氏は、この未知の発生源の性質を研究するのに1年以上を費やした。彼は、これらの電波が非常に規則的であることを発見しました。アンテナが天の川面を横切ると、20 分ごとに最大値が現れました。それぞれの最大信号の方向は、約 2 時間で南から南西へと移動しました。したがって、彼は信号が地球外から来たと結論付けた。

ジャンスキーが 1932 年 2 月に受信した信号の 1 つ。矢印は信号強度が最大となる瞬間を示しています。写真: メアリー・ジャンスキー・ストリフラー、マルグリット・ジャンスキー・フロッシャー

ジャンスキーはさらに、これらの信号は昼夜を問わず最も強く​​なったり弱くなったりすることを発見しました。最終的に、ジャンスキーは、その信号は太陽からの電波放射から来ているという仮説を立てた。 1932 年 12 月、ジャンスキーは、無線技術者協会の会報 (Proc. IRE.) に論文を発表し、3 番目のタイプの無線信号は太陽から来ていると主張しました。

ジャンスキー氏はアンテナアレイから得られたデータを研究しています。画像提供: 国立電波天文台アーカイブ

天の川からの信号

観察を重ねるうちに、ジャンスキーは、信号が最も強いときにはアンテナの位置が太陽からどんどん遠ざかっているように見え、つまり信号が太陽から来ていないことを発見した。ジャンスキー氏はまた、信号の変動周期は24時間ではなく、およそ23時間56分であると判定した。

ジャンスキーは天文学の知識がなかったため、これに困惑した。彼は友人の天体物理学者アルバート・スケレット（1901-1991）に相談した。

スケリット氏は彼にこう語った。「23時間56分4秒ごとに地球は1回転し、地球上のどの地点も空の星と一直線に並び直すのです。」この期間は「恒星日」と呼ばれます。しかし、地球も太陽の周りを公転しているので、地球が一回転すると、それまで太陽に面していた地球上の点は、太陽に面しなくなります。その点が再び太陽の方向を向くまでには、さらに約 4 分の回転が必要です。したがって、1昼夜は24時間となり、この周期は「太陽日」と呼ばれます。

恒星日と太陽日の概略図。 0 日目には、地球上の「垂直線」が太陽と一直線になり、遠くの星とも一直線になります。 23時間56分4秒後、地球は1回転し、垂直線は再び星と一直線になります。この期間は恒星日と呼ばれます。しかし、この時点では垂直線はもはや太陽と一直線に並んでおらず、再び太陽と一直線になるまでには 4 分近く回転する必要があります。合計時間は 24 時間で、この周期が太陽日となります。 (位置間隔は縮尺通りではありません)。画像出典：参考文献[5]

信号が厳密に 24 時間周期で変化する場合、その信号は太陽から来ていることになります。信号が 23 時間 56 分の場合、それは太陽系外の恒星または天体系から来ていることになります。ジャンスキーは突然、これらの信号が太陽以外の天体から来ていることに気づきました。

太陽を除外した後、ジャンスキー氏は光学天文地図を使用して、信号の強度と、信号を受信したときにアンテナが向いていた方向を比較しました。注意深く比較した結果、ジャンスキー氏は午後7時10分に次のことを発見しました。 1932 年 9 月 16 日、アンテナが最も強い信号を受信したとき、アンテナはいて座の方向にある天の川の中心 (銀河中心) を指していました。したがって、彼はこれらの謎の信号は天の川から来ており、銀河中心からの信号が最も強いと判断しました。

このようにして、当時まだ 27 歳だったヤンスキーは、将来有望な天文学の分野である電波天文学の先駆者となったのです。 「ジャンスキーの回転木馬」は世界初の電波望遠鏡であり、1930 年代のトップ 20 の発明の 1 つに挙げられました。 [6]。こうして、ヤンスキーは「電波天文学の父」となった。

宇宙からの電波放射を発見したにもかかわらず、なぜ彼は「電波天文学の父」として知られているのでしょうか?実際、英語ではラジオと無線はどちらも「Radio」と呼ばれますが、中国語ではこの 2 つが包括的に使用されます。電波は一般に波長が 0.1 mm を超える電磁波を指しますが、電波は一般に波長が約 1 mm から約 30 メートルの電磁波を指します。 [注1]

信号が天の川銀河の中心から来ていることを突き止めた後、ジャンスキー氏はさらに6か月間、秘密裏にアンテナを操作し、新たな研究論文を執筆した。彼は小さなシリルに自分の発見を話し、完成した論文をシリルに送りました。リトル・シリルはエレクトロニクス誌の編集者に知らせた。編集者は、これは注目すべき発見であり、公表すべきだと考えた。シリル・ジュニアはベル研究所の幹部にも接触し、ベル研究所が研究成果を公表しない場合は、それ以上の許可なく公表すると伝えた。ベル研究所は論文の出版を保証し、ジャンスキーがラジオでそれを実演することを許可した。 [2]

ジャンスキー氏がこの発見を発表しようとしたとき、上司は、将来的に彼の発見が間違っていることが証明された場合に備えて用心するようにと親切に彼に注意した。なぜなら、これまで地球外からの無線信号を検出した人は誰もいなかったからだ。それでも、ジャンスキー氏は自分の研究結果に自信を持っている。

1933 年 4 月 27 日、ジャンスキーはワシントンのラジオ協会の年次総会で少人数の聴衆を前に論文を読み上げ、天の川銀河の中心から発せられる「星の雑音」を発見したことを発表した。聴衆は彼の説明を理解しなかったばかりか、この偉大な発見の重要性も理解できなかった。

1933 年 5 月 4 日、ベル研究所は、ジャンスキーが天の川からの電波を検出することに成功したことを外部に発表しました。メディアはこの発見が天文学にとってどれほど重要であるかを認識していなかったが、多くの人々はこれらの電波が新たなエネルギー源になる可能性があると信じていた。幸運なことに、ジャンスキーの発見はメディアで広く報道され、国営ラジオ局からインタビューを受けた。

1933 年 10 月、ジャンスキーの論文「明らかに地球外起源の電子擾乱」が Proc. に掲載されました。怒り。この論文では、3番目のタイプの信号の源は銀河の中心であると発表されました。 [7]

小キュリロスはヤンスキーの発見についてこう語った。「これはまさに結婚だ。天文学、無線、電気工学の科学を結び付けたものだ。」[1]

その後、ジャンスキーは太陽からの電波信号を検出しようとしたが、失敗した。後に、これは当時太陽が黒点活動周期の不活発期にあり、電波信号が比較的弱かったためであることが分かりました。ジャンスキーの電波望遠鏡は、これらの弱い信号を検出できるほど感度が高かったわけではない。

1935年、ジャンスキーは、彼が検出した電波信号は天の川銀河の中心付近のガス中の荷電粒子の乱れによって生じた可能性があると提唱した。

天の川銀河の中心部におけるX線と赤外線の擬似カラー合成画像。画像クレジット: X線: NASA/UMass/D.Wang et al.、IR: NASA/STScI

ジャンスキーは出版した論文のいくつかを使ってウィスコンシン大学の修士課程に応募し、1936年に学位を取得した。

偶然と必然

ジャンスキーの発見は偶然のように見えたが、実際は必然だった。

ジャンスキー以前にも、物理学者たちは地球上の機器が宇宙からの電波を検出できると推測し、それを実践していた。 1896年、ドイツの天体物理学者ヨハネス・ヴィルジング（1856-1943）とユリウス・シャイナー（1858-1913）がこの地域で観測を始めました。イギリスの物理学者オリバー・ロッジ（1851-1940）も、1897年から1900年にかけて、センチメートル波アンテナを使用して同様の観測を行った。アンテナの性能が十分ではなかったため、何も得られなかった。 1902 年、電離層が電波を伝達することが発見され、宇宙の電波信号は電離層によって宇宙空間に反射されるため、地上では検出できないという結論に達しました。

一方、ベル研究所のルイス・ローリーとエドモンド・ブルース（1899-1973）は、ジャンスキーよりも早く、アンテナを使って起源不明の信号を検出していました。しかし、彼らはこれらの信号の時間変化パターンを得ることも、それらの正確な位置を決定することもできなかったため、その性質と発生源を特定することができず、電波天文学を確立できませんでした。

ジャンスキーは違った。彼のアンテナアレイは信号を正確に特定できるほど感度が高く、彼は精密な観察と定量的な研究を繰り返し行い、最終的に信号が天の川銀河の天体から来ていることを突き止めました。これが彼が電波天文学の父となった直接の理由です。

ジャンスキーは回転する指向性無線アンテナの前に立っています (「ジャンスキーの回転木馬」)。画像提供: NRAO

小キュリロスは後にこう回想している。「科学者の課題は、たとえ大量の無関係な資料に隠されていたとしても、本質的な事実を認識し、それを解釈する際に創造的想像力を働かせることである。カール・ヤンスキーがまさにそうしたのである。」[1]

壊れた夢

1935年以降、ジャンスキーは天の川の電波信号をさらに研究するつもりで、直径30メートルの皿型電波望遠鏡を建造するためにベル研究所に資金援助を申請した。

しかし、ジャンスキーの申請は研究所の指導部によって却下された。当時、アメリカは大恐慌の真っ只中にあった。ベル研究所の指導者たちは、ノイズの発生源は特定されており、これらの宇宙無線信号を研究しても電話通信には役立たないと信じていました。この点に関してジャンスキーの任務は完了した。最終的に、ジャンスキーは低雑音増幅器の開発に配属されました。

電波天文学の研究が中断された後、ジャンスキーは無線技術に関する研究に戻りました。その後、ジャンスキーはマイクロ波中継ネットワークの研究を始めました。 1947 年にベル研究所の科学者によってトランジスタが発明された後、ジャンスキーはトランジスタを使用して低ノイズのプリアンプを作成した最初の人物の 1 人となり、これによりいくつかの特許を取得しました。 [8] 1948年にヤンスキーは無線技術者協会の会員に選出された。

ジャンスキーが宇宙電波を発見してから10年以上もの間、ほとんどすべての天文学者はこの発見が天文学にとって極めて重要であることを認識していませんでした。この時期にヤンスキーの研究を継承し、画期的な成果をあげた唯一の人物は、無線技術者でもあったグローテ・レーバー（1911年 - 2002年）であった。

1937年、レーバーは9メートルの電波望遠鏡を建造した。これは世界で2番目の電波望遠鏡であり、その性能はジャンスキーの電波望遠鏡よりも優れていました。レーバーは1944年に太陽から放射される電波を観測するためにこれを使用しました。

電波天文学が天文学界で徐々に評価されるようになるにつれ、電波天文学を再研究するというジャンスキー氏の夢はまもなく実現するかもしれない。しかし、彼の体調のせいでこの機会を得ることができませんでした。

若くして亡くなり、ノーベル賞を逃した

1950 年の初めに、ジャンスキーはオーのオフィスにやって来たが、オーはジャンスキーが病気だと思った。ジャンスキーはオールにこう言った。「あなたに別れを告げなければなりません。私は非常に具合が悪く、病院に行かなければなりません。」[8]

あるいは、ジャンスキーを抱きしめて「すぐにまた会いに来てくれるといいな」と言った。しかし、オールは、ジャンスキーが長く生きられないだろうという予感をすでに持っていた。後にオールは、ヤンスキーが自分と別れたときのことを回想し、「あれは私の人生で最も悲しい瞬間の一つだった」と語った。[8]

1950年2月14日、ジャンスキーはニュージャージー州レッドバンクの病院で腎臓病による脳卒中により44歳（45歳の誕生日前）で亡くなった。

ジャンスキーは、彼の発見によって電波天文学という新しく有望な分野が開拓され、その業績がやがて天文学と宇宙論の発展に計り知れないほど広範囲にわたる影響を与えることになるにもかかわらず、死ぬまで天文学の分野でいかなる賞も栄誉も受けなかった。

後に機密解除された情報によると、ドイツの物理学者ヴィンフリート・シューマン（1888-1974）は1948年にヤンスキーをノーベル物理学賞受賞者に推薦した。しかし、当時は電波天文学の重要性が天文学界でまだ広く認識されておらず、ノーベル賞の審査員に印象を与える可能性も低かったため、ヤンスキーが受賞することは当然なかった。しかし、シューマンのビジョンは称賛に値する。

「ジャンスキー氏が若くして亡くなっていなければ、間違いなくノーベル賞を受賞していただろう」とNASAジェット推進研究所（JPL）の上級科学者ウィリアム・インブリアーレ氏は語った。 「彼の偶然の発見により、天文学の新しい分野である電波天文学が誕生した。」

彼の早すぎる死のせいでノーベル賞を逃すのは確かに残念だ。しかし、ジャンスキーの偉大な業績を証明するのに、もはやノーベル賞は必要ない。ジャンスキー氏を見逃すのはノーベル賞にとって損失だ。そのリストには歴史に名を残した偉大な科学者が一人もいない。

ウィスコンシン州の集団墓地にあるジャンスキー氏とその家族の墓。彼の名前は一番上の行の真ん中にあります。左上にいるのは彼の兄、シリルです。左下と右下にはそれぞれ父親と母親の名前が入っています。画像出典：参考文献[8]

電波天文学の急速な発展

1950 年、ケンブリッジ大学の電波天文学者は電波干渉計を使用して、ケンブリッジ電波源カタログの初版を作成しました。それ以来、このカタログは第 10 版まで継続的に更新されてきましたが、最も有名なのは 1959 年に完成した第 3 版 (3C) です。

1951 年、米国とオーストラリアの天文学者が電波望遠鏡を使用してほぼ同時に中性水素から放射される 21 cm のスペクトル線を発見しました (21 cm のスペクトル線に関する知識と応用については、「巨匠の目から見た巨匠 - 天文学の巨匠オールト」の記事の紹介を参照してください)。この時点で、電波天文学の現状と電波望遠鏡の重要性は天文学界で広く注目を集め、世界中で多数の電波望遠鏡が建設されました。

天文学者は、1960 年代に電波望遠鏡を使用して、恒星の電波源 (これらの電波源の光学的な対応物の観測が直接クエーサーの発見につながった)、マイクロ波背景放射 (ビッグバン理論の正しさを証明)、パルサー (中性子星の存在を確認)、星間有機分子の発見などを検出しました。

偶然にも、マイクロ波背景放射を検出したアルノ・ペンジアス（1933-2024）とロバート・ウィルソン（1936-）もベル研究所のエンジニアであり、彼らが使用した巨大なホーンアンテナもホルムデルに設置されていました。このアンテナもベル研究所の所有物であり、当時は「ジャンスキーの回転木馬」からわずか1マイル（1.6キロメートル）ほどしか離れていなかった[9]。この小さな町は、2世代にわたる無線技術者の伝説を実現してきました。

ペンジアスとウィルソンが宇宙マイクロ波背景放射を発見するために使用したホーンアンテナ（1962 年）。アンテナは長さ15メートル、重さ15トンで、1959年に建造されました。画像提供: NASA

ヤンスキーの死後、小キリルはヤンスキーの家族に悲観的にこう語った。「彼の基礎科学への貢献は非常に大きく、彼の発見の完全な価値は少なくとも半世紀は認識されないだろう。」しかし、1956年に小キリルはこう言った。「わずか6年後、私は自分よりはるかに有能な天文学者、物理学者、無線技術者たちの前に立ち、近年の天文学の新分野での進歩に驚き、この新しい発見は兄によるものだと誇らしく宣言した。」 [1]

これらの大きな進歩に刺激を受けて、電波天文学は驚くべき速さで発展しました。電波望遠鏡は光学望遠鏡のように地上に設置することができ、紫外線望遠鏡、X線望遠鏡、ガンマ線望遠鏡のように宇宙に打ち上げる必要がありません。建設費や運用費は比較的安価です。

さまざまな帯域の電磁波が大気によって吸収される度合い。 100% は大気に完全に吸収されることを意味し、0% はまったく吸収されないことを意味します。パラボラアンテナは電波望遠鏡を表します。数センチメートルから30メートルまでの波長は大気圏を完全に透過し、地上の電波望遠鏡で受信することができます。透明度は可視光線より優れています（写真の虹の帯）。画像提供: NASA

2017年、国際協力チームが世界各地のサブミリ波電波望遠鏡を組み合わせて同じ天体を同時に観測する「イベント・ホライズン・テレスコープ（EHT）」を開発しました。天文学者たちはEHTを使用して、銀河M87の中心にあるブラックホール（M87*）と天の川銀河の中心にあるブラックホール（いて座A*）の写真を撮影しました。

2019年4月10日、EHTチームはM87の中心にあるブラックホールの写真を公開した。これは人類が撮影したブラックホールの写真としては初となる。 2022年5月12日、EHTチームは天の川銀河の中心にあるブラックホールの写真を公開した。

EHT が撮影した M87 の中心ブラックホールと周囲の物質の電波画像 (左) と、天の川銀河の中心ブラックホールと周囲の物質の電波画像。画像出典: EHT

遅ればせながらの追悼

電波天文学の急速な発展に伴い、人々はジャンスキーの貢献をますます認識するようになり、さまざまな方法で彼を記念するようになりました。

月面のクレーターは「ジャンスキー・クレーター」と名付けられました。小惑星1932は「ヤンスキー」と名付けられました。宇宙から発生する高周波電波ノイズは「ヤンスキーノイズ」と呼ばれます。ジャンスキーを記念し、電波天文学と天体物理学の優れた学者に報いるため、Associated Universities, Inc. の理事会は Karl G. Jansky 講演制度を設立し、1966 年以来毎年授与されています。国立電波天文台 (NRAO) は、博士研究員を「ジャンスキー奨学生」と名付けています。

1973 年、国際天文学連合は天体放射束密度の単位としてジャンスキー (略称 Jy) の使用を発表しました。 1 Jansky は 10−26 W·m−2·Hz−1 に等しく、単位周波数範囲内で 1 平方メートルあたり 10−26 ワットの電力を受け取ることを示します。この単位は電波天文学の分野で特に重要です。

2012 年 1 月 10 日、NRAO は、大規模なアップグレードを完了したばかりの超大型干渉電波望遠鏡 (VLA) を「カール G. ジャンスキー超大型干渉電波望遠鏡」に改名すると発表しました。これは世界で最も強力な電波望遠鏡アレイの 1 つであり、1981 年に運用を開始しました。独立した 25 メートルの電波望遠鏡 28 台で構成されており、そのうち 27 台が正常に稼働しています。各望遠鏡は軌道に沿って移動し、他の望遠鏡とさまざまな距離でアレイを形成できます。

1997年に公開された有名なSF映画「コンタクト」は、超大型干渉電波望遠鏡で撮影されました。画像出典: IMDB.com

ジャンスキー望遠鏡の元々の設置場所は1959年から1962年にかけてベル研究所のホルムデル複合施設として建設されたため、ウェストバージニア州のグリーンバンク天文台にジャンスキー望遠鏡の実物大のレプリカが建設され、1966年にその隣に銘板が設置されました。

グリーンバンク天文台にあるジャンスキー電波望遠鏡の実物大レプリカ（上）と説明を記した銘板（下）。画像クレジット: Astrochemist (上)、Jarek Tuszyński (下)

ベル電話研究所の後継企業であるルーセント・テクノロジーズは、ホルムデル複合施設の近くに長さ15フィートの記念碑と銘板を設置した。この記念碑はアンテナのような形をしており、午後7時10分にジャンスキーの電波望遠鏡のアンテナが向いていた正確な時間と方向に位置しています。 1932年9月16日、アンテナが最も強い信号を受信した日。 [10]

アンテナ型のヤンスキー記念碑と記念碑を説明する標識。画像提供: ジョン・R・バローズ

NRAOは2023年に、現在の「ジャンスキー超大型干渉電波望遠鏡」を100台の新しい電波望遠鏡に置き換えるために20億ドルを投資し、米国全土の160台の電波望遠鏡を統合して「次世代超大型干渉電波望遠鏡」を形成すると発表した。

ジャンスキーの画期的な研究について、電波天文学者のジョン・クラウス（1910-2004）は次のように述べている。「1930年まで、私たちが空について知っていることといえば、基本的に目に見えるものや写真に撮れるものだけだった。カール・ジャンスキーはそれをすべて変えた。太古の昔から、人類は宇宙を満たす電波の声に耳を傾けることができなかったが、今やこれらの電波の声が突然一斉に歌い始めたのだ。」[11]

注記

[注1] 一般的に、1mm未満の宇宙電波は地球の大気中の水蒸気に吸収され、30mを超える宇宙電波は地球の電離層で宇宙空間に反射されます。ミリ波やサブミリ波の電波を観測するには、電波望遠鏡を乾燥した高原に設置するのが最適です。

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