ハッブル望遠鏡が捉えた宇宙の美しさを32年、32枚の写真で振り返る！

「有名な」ハッブル宇宙望遠鏡は今年で32周年を迎えます。大気圏外に突入し、長年にわたり宇宙の美しい写真を撮影してきました。一緒に復習しましょう。

画像出典: NASA公式サイト

ハッブル宇宙望遠鏡（HST）は、NASA と欧州宇宙機関（ESA）の共同プロジェクトです。スペースシャトルディスカバリー号は1990年4月24日に打ち上げられ、ハッブル宇宙望遠鏡は4月25日に軌道に乗せられました。

▲ハッブル宇宙望遠鏡（画像提供：NASA）

宇宙に設置されたこの望遠鏡は地球の大気の干渉を全く受けないため、宇宙の本当の姿を垣間見ることができます。ハッブル望遠鏡は数十年にわたって非常に忙しく活動しており、銀河、彗星、小惑星、星雲、惑星、恒星を観察し、約5万個の天体を150万回以上撮影してきました。

過去32年間にわたり、ハッブルは複数回の宇宙修理を受け、一連の技術的故障を乗り越えてきました。最新世代のジェイムズ・ウェッブ望遠鏡はすでに軌道に乗っているものの、老朽化し​​た観測所は今も存在し、運用を続けています。

次に、この望遠鏡の素晴らしい成果と宇宙の素晴らしい画像について学びましょう。

1991年: 木星の最初のカラー写真

1991年、運用が開始されたばかりのハッブル望遠鏡が私たちに驚きをもたらしました。ハッブル望遠鏡は広視野惑星カメラを使用して木星の初のカラー写真を撮影しました。木星の大気中のアンモニア氷などの物質が雲の帯を形成し、右下隅には木星の有名な大赤斑がある。大赤斑は数世紀にわたって存在し、直径は地球より大きい巨大な嵐のサイクロンである。これは、誕生したばかりのハッブルにとって、単なる小さなテストでした。メンテナンスとアップグレードを経て、木星の高解像度の写真をさらに撮影しました。

1992年: 楕円銀河NGC 4261の中心

このややぼやけた画像は、楕円銀河 NGC 4261 の中心にある円盤状の構造を示しています。直径約 300 光年のこの円盤は冷たいガスと塵で構成されており、銀河の中心にあるブラックホールの物質源でもあります。約60度の傾斜により、天文学者はその内部構造をはっきりと見分けることができます。超大質量ブラックホールは周囲の物質を猛烈に吸収し、強力な爆発を起こして電波ジェットを形成します。

1993年: スワンサークル

白鳥座ループ（電波源 W78 としても知られる）は、白鳥座にある巨大な超新星残骸です。この画像は、白鳥座ループのごく一部ですが、約 15,000 年前の大規模な恒星爆発による衝撃波の端をこれまでにない詳細さで示しています。

1994年: 渦巻き銀河メシエ100の中心

ハッブル宇宙望遠鏡が打ち上げられたとき、鏡の小さな欠陥のせいで、その写真はわずかにぼやけていました。 1993年12月、NASAはハッブル望遠鏡の最初のメンテナンスを実施しました。 NASAの宇宙飛行士はミラーの欠陥を修正し、広角惑星カメラを第2世代にアップグレードし、コンピューター、太陽電池パネル、ジャイロスコープなどの機器を更新した。おとめ座銀河団で最も明るい銀河の渦巻き構造をとらえたこの画像は、ハッブル宇宙望遠鏡がアップグレードされた直後に撮影されたものです。

1995年: 創造の柱

この写真は多くの読者がご存知のはずです。ハッブルの最も有名な写真の 1 つであるこの 32 枚の画像のモザイクには、わし星雲 (M16) として知られる開いた星雲内のガスと塵の柱が写っています。最も高い「柱」の長さは 4 光年です。創造の柱は光蒸発と呼ばれるプロセスによって形成されます。生まれたばかりの星からの紫外線によって星雲内のガスが放出され、まだ「蒸発」していないガスと塵がこの美しい画像を形成します。

1996年: 銀河団0024+1654の重力レンズ効果

画像中央の明るい部分が目を引きますが、まずは画像内の青いリング状の物体に注目してみましょう。数えてみると青い天体は5つあるでしょうか？実は、それらはすべて同じ銀河なのです!この現象は、写真中央の銀河団 0024+1654 の重力レンズ効果によって引き起こされます。青い銀河からの光が通過すると、その巨大な重力場によって光が曲がり、珍しい「ゴースト像」を見ることができます。

1997年: バタフライ星雲

羽を広げた蝶のような形をしたこの惑星状星雲は、ミンコフスキー2-9星雲（M2-9）とも呼ばれ、1947年に天文学者ルドルフ・ミンコフスキーによって発見されました。ちょうど50年後、ハッブル望遠鏡がその鮮明な画像を捉えました。蝶型星雲の中心では、2 つの星が非常に接近して周回しているため、互いに食い合っている可能性があります。

1998年: 土星の赤外線画像

この鮮やかな色の土星の画像は、惑星の本当の色ではなく、惑星が反射する赤外線を示しています。異なる色は土星の大気の分布特性を反映しています。青は雲層の低い大気を表し、その色合いはアンモニアの氷の結晶で構成されている可能性があります。緑と黄色は雲の上の煙の層です。赤とオレンジ色の領域の雲は高く、大気圏に達しています。南極の暗い部分は雲の中の巨大な穴を表しています。

1999年: 木星とイオ

太陽系内の生命のない惑星や衛星のほとんどと比較すると、イオには400を超える活火山があり、太陽系内で地質学的に最も活発な天体となっており、科学者の注目の的となっている。ハッブル宇宙望遠鏡は、イオの噴煙を見つけようとしていたときに、偶然、イオが木星を通過する瞬間を紫外線と紫色の光帯で捉えた。画像の右側にある黒い円形の領域は、木星上のイオの影です。

2000年: 明るい星雲

この宇宙の目は、60億年後の太陽の終焉を予兆しているのかもしれない。地球から6,500光年離れたわし座に、太陽と同程度の質量を持つ恒星が寿命の終わりに近づいている。星のガスの外層が宇宙に吹き飛ばされ、熱い中心核が露出する。

紫外線の放射によりガスの外層がイオン化されます。蛍光を発する膨張ガスと明るい中心核が、色鮮やかな惑星状星雲「目の星雲 (NGC 6751)」を構成しています。

2001年: 馬頭星雲

2001年を表す写真も、美しいたてがみを持つ赤い馬の頭のような星雲の鮮明な画像です。馬頭星雲（別名バーナード 33）はこれにちなんで名付けられました。しかし、まばゆいばかりに明るい星雲に比べると、馬頭星雲は少し暗く見えます。この暗黒星雲は、冷たく濃いガスと塵の雲で構成されており、その形成過程は創造の柱の形成過程に似ています。 (覚えていないですか? 1995 年の写真に戻って見直してみましょう!)

2002: コーン星雲

もう一つの星雲。その輪郭からは数え切れないほどの連想を抱くかもしれませんが、その名前はもっと単純で、円錐星雲（NGC 2264 としても知られています）です。円錐星雲の長さは約 7 光年で、この画像では星雲の上部 2.5 光年が示されています。創造の柱と同様に、円錐星雲も「浸食」の過程を経ています。水素ガスは紫外線でぼんやりと輝き、星雲を取り囲む赤いハローを形成します。

2003: オメガ星雲

この壮大な「海岸に打ち寄せる波」は、地球から 5,000 光年以上離れたオメガ星雲 (白鳥星雲またはメシエ 17 としても知られる) の一部です。見た目は危険ですが、ここは数多くの星々が誕生する場所です。星雲の「波」は、若い大質量星によって刻まれ、照らされた水素雲の「芸術作品」です。表面のまばゆいばかりのオレンジがかった赤色の光は、熱せられたガスから発せられ、左側の一見冷たく見える緑色の領域は、実際には物質が星雲から離れた後に形成されたより高温のガスです。

2004年: AM0644-741

ハッブル宇宙望遠鏡は、地球から3億光年離れた星座「ぼうぎょう座」で、サファイアがちりばめられた「リング」を発見した。このユニークなリング構造は、近隣の銀河間の衝突による「脱出」の結果です。衝突によって生じた衝撃力により、銀河系内の星とガスの軌道が大きく変化し、外側への移動を引き起こしました。その後、ガス雲が衝突して圧縮され、リング内に多数の新しい星が形成されました。

2005年：渦巻銀河

渦巻銀河は、中心から外側に伸びる腕にちなんで名付けられ、多数の新生星が生息しています。このタイプの銀河の中で、この写真の主役である NGC 5194 は、その驚くべき標準的な渦巻き腕の形状から、単に渦巻き銀河 (NGC 5194) と呼ばれています。そのうち、渦巻き腕は星を作る工場として機能し、水素を圧縮して若い星を育てています。中央の黄色い核には古い星が集まっています。

2006: メシエ82（葉巻銀河）

メシエ 82 は、隣のメシエ 81 との重力相互作用により、急速な星形成プロセス (スターバーストとも呼ばれる) を起こします。銀河の中心では、星形成速度は天の川銀河の 10 倍です。生まれたばかりの星からの放射線が周囲のガスを吹き飛ばし、その結果生じた星間風がガスを圧縮して何百万もの新しい星を形成します。写真の赤色は赤外線帯域で捉えられたスターバースト活動を表し、青色と黄緑色は可視帯域を表しています。

2007年: カリーナ星雲

ここは星のゆりかごであり、また星の墓場でもある。この夢のような写真は、カリーナ星雲 (NGC 3372) の中心領域を示しています。巨大な星からの外向きの風と紫外線が、カリーナ星雲の印象的な外観を作り出します。

2008年: 銀河衝突

2008 年の代表的な写真。12 枚の画像で構成されており、珍しい銀河の衝突シーンのさまざまな段階を示しています。宇宙の膨張が加速するにつれて、銀河が合体する確率はますます低くなり、現在はわずか 1000 分の 1 です。しかし、初期の宇宙では銀河同士が接近していたため、衝突の可能性が高かった。

2009: 相互作用銀河 Arp 194

この相互作用銀河は Arp 194 と呼ばれ、複雑かつ特異なシステムです。渦巻き銀河、新生銀河核、一連の混沌とし​​た渦巻き腕が Arp 194 の上部を構成し、下部は単一の大きな渦巻き銀河です。 2つの部分を繋ぐのは、いくつかの超星団の複合体です。各星団の高温で巨大な星々は魅惑的な青い光を発しています。

2010: ミスティック マウンテン

高密度の星間ガスと塵でできたそびえ立つ柱は、近くの明るい星の光によって外側から侵食され、柱の中の高温の新生星も放射線と荷電粒子の流れを放出し、それらが合わさってギザギザの山頂を削り出している。山々の間には、熱いイオン化ガスが小川のように流れています。山の周囲は薄いガスと塵が雲のように覆われています。この「神秘の山」は、7,500光年離れたカリーナ座に静かに佇んでいます。

2011: 衝突銀河 Arp 273

写真に写っている大きな渦巻銀河は、UGC 1810 です。伴銀河である UGC 1813 の重力の影響を受けて、その恒星円盤は変形し、花が咲いたような形にねじれています。 UGC 1810 銀河が花、UGC 1813 銀河が茎、そして若くて熱い青い星が花びらの縁に点在しています。まさにこのように、銀河の衝突によって宇宙の「バラ」が生まれました。

2012: タランチュラ星雲

タランチュラ星雲の中心にある30ドラダスは、何百万もの若い星が輝くために競い合う星の工場です。左側の明るい領域は、NGC 2070 と呼ばれる大きな若い星団です。この星団は、わずか 200 万年前に誕生しましたが、50 万個の星を含んでいます。これらの新しく生まれた星は大量の紫外線を放出し、星団を取り囲む水素雲を侵食します。

2013年: 赤外線で見た馬頭星雲

12年後、馬頭星雲が再び現れました。ただ、今回は写真の星雲の方が明るくなっています。これは写真が赤外線波長で撮影されたためです。星雲の突出した部分はヘリウムと水素の密度が高く、塵に覆われているため、その下の部分は光から遮られています。馬頭星雲は約500万年で消滅すると推定されています。

2014年: 猿頭星雲

この 2014 年のハッブル宇宙望遠鏡による画像は、6,400 光年離れたモンキーヘッド星雲を示しています。これは素晴らしい保育園です。星雲の中心にある生まれたばかりの星（右側）からの紫外線が、星雲の大部分を占める水素ガスをイオン化し、奇妙な形に刻み込んでいます。

2015: ウェスタールンド 2

地球から約 20,000 光年離れたカリーナ座に位置する美しいガム 29 星雲は、宇宙の花火のように見えます。星雲の中心には、約 3,000 個の星からなる、ウェスタールンド 2 と呼ばれる巨大な星団があります。この星団は誕生からまだ200万年しか経っていませんが、高温で明るく、大質量の新生星が多数存在し、強い紫外線と恒星風を放射して、周囲のガス雲に壮大な山と谷を刻み込んでいます。

2016年：バブル星雲

広大な宇宙にはこのような「泡」が数多く漂っており、そのほとんどは星と星間ガスの共同傑作です。この写真は、直径 7 光年のバブル星雲 (正式名称 NGC 7635) を示しています。星雲の10時の位置には、太陽の約45倍の質量を持つ熱い星があります。恒星から吹き出される恒星風が周囲の星間ガスを押しのけ、泡のような星雲を形成します。

2017: NGC 4302 と NGC 4298

ハッブル宇宙望遠鏡の27周年を記念して、天文学者たちはハッブル宇宙望遠鏡を使って2つの渦巻き銀河、NGC 4302（左）とNGC 4298（右）を撮影した。これらは地球から5500万光年離れた、かみのけ座にあります。一方は望遠鏡の真横を向いており、もう一方は斜めを向いているため、写真では違って見えます。もし私たちの銀河系外から天の川を観察するとしたら、おそらく同じように見えるでしょう。

2018年: ラグーン星雲

写真の中央では、太陽の20万倍の明るさを持つ生まれたばかりの星が繭を破り、紫外線と猛烈な恒星風を放出し、周囲の厚い星間ガスと塵を切り裂いている。すべては巨大な恒星の育成場であるラグーン星雲で起こりました。ハッブル望遠鏡は、私たちを4,000光年の距離まで連れて行き、この驚くべき星の誕生の光景を目撃しました。

2019年: 南のかに星雲

これは、地球から数千光年離れた場所にある南のかに星雲（正式には Hen 2-104 として知られています）です。星雲の中心には赤色巨星と白色矮星からなる連星系があります。赤色巨星の外層は白色矮星の重力に引き寄せられて物質を外側に放出し続け、2つの星の間の隙間を埋め、このユニークな砂時計のような形状を形成します。

2020年：赤い星雲と青い星雲

赤い星雲 (NGC 2014) と青い星雲 (NGC 2020) は、約 163,000 光年離れた大マゼラン雲の星形成領域です。赤い星雲は広大な星の海に浮かぶサンゴ礁のように見えるため、この写真は「宇宙のサンゴ礁」とも呼ばれています。赤い星雲には、質量が太陽の10～20倍にもなる、明るく巨大な星が多数含まれています。この青い星雲は、太陽の20万倍の明るさを持つ恒星からの一連の噴火によって形成されました。

2021年：破滅の危機に瀕したスーパースター

天文学者たちは、有名な天文台を、輝く「有名な星」、カリーナAG星に向けた。カリーナAG星は、高温のガスと塵に囲まれた、銀河系で最も明るい星の1つである。 AGカリーナ星は崩壊の危機に瀕しており、星の重力と外向きの放射線が自己破壊を避けるために絶え間ない綱引きを続けている。星を取り囲むガスと塵の膨張した殻の直径は約 5 光年で、地球からプロキシマ・ケンタウリまでの距離とほぼ同じです。

この巨大な星は、約1万年前に起きた1回以上の大規模な噴火によって形成され、沸騰したティーポットが蓋から飛び出すように、星の外層が宇宙空間に吹き飛ばされた。放出された物質は太陽の質量の約10倍です。 AGカリーナは現在は静止しているが、超高温の恒星として、灼熱の放射線と強力な恒星風（荷電粒子の流れ）を放出し続けている。

2022年: 5つの銀河が接近

この写真では、3 つの渦巻き銀河、楕円銀河、レンズ状銀河が、私たちにとって非常に見やすい形で配置されています。これは、へび座の方向、約 3 億光年離れた位置にあるヒクソン複雑銀河群 40 (HCG40) です。画像から判断すると、銀河は互いにかなり近いようです。実際、5 つの銀河は銀河円盤 (直径約 10 万光年) の 2 倍未満の大きさ、つまり直径 20 万光年未満の領域である可能性があります。 NASAによれば、それらは約10億年後に衝突し、一つの巨大な楕円銀河に融合するだろうという。ハッブルの寿命は非常に長いが、この出来事を目撃するのは難しかっただろう。

上記はハッブルの宇宙探査の旅を簡単に振り返るものです。ハッブルの32年間の献身に感謝します!

（この記事の内容は、Global Science、NASAの宇宙愛好家、三体ファンから集められたものです）

制作：サイエンス・セントラル・キッチン

制作：北京科学技術ニュース |北京科学技術メディア

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