ウェッブの後、宇宙はこれらの検出アーティファクトを歓迎するだろう

人類にとって、2021年は終わりに近づいています。しかし、天文学においては、まだ始まったばかりのものもあります。

待望のジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（以下、ウェッブ望遠鏡）が打ち上げられようとしています。これは、これまでに作られた科学機器の中で最も期待されていたものの一つです。これにより、130億年以上前を振り返り、他の恒星を周回する太陽系外惑星の大気を明らかにすることができると期待されています。

11日、ウェッブ宇宙望遠鏡がアリアン5ロケットの上に設置された。画像出典: 物理学者協会ウェブサイト

しかし、物語はこれで終わりではありません!今後数年間で、いくつかの壮大な天文観測機器が次々と打ち上げられ、さまざまな角度から宇宙の謎が明らかになるでしょう。

最近のレポートでは、英国の雑誌「ニューサイエンティスト」のウェブサイトで、2034年までに打ち上げられると予想される最も期待される宇宙観測プラットフォーム3つが明らかにされた。

PLATO太陽系外惑星探索プラットフォーム

発売予定日: 2026年

欧州宇宙機関（ESA）のPLATO宇宙望遠鏡は、太陽系の外にある100万の恒星を探索し、これらの恒星を周回する惑星を検出して特徴づけ、これらの太陽系外惑星の半径範囲、質量、年齢を高精度で測定します。

太陽系外惑星探索プラットフォーム「PLATO」。画像出典: 英国ニューサイエンティスト誌ウェブサイト

科学者たちはこれまでにも同様の太陽系外惑星探査機を打ち上げたことがあるが、これらの望遠鏡では恒星に非常に近い惑星しか観測できない。 PLATO の「目」は各恒星に長時間留まるため、恒星からより遠くにあり、より長い軌道周期を持つ惑星を検出する機会が得られます。

さらに、「PLATO」の特徴は、太陽系外恒星系のハビタブルゾーンにある岩石惑星の「手がかり」を探すことに重点を置いていることです。居住可能領域とは、恒星系内の温度が液体の水が存在するのに適した狭い領域です。この探査機には、そのような物体の特性を判定し、地球とどの程度類似しているかを科学者に伝える装置が搭載されている。

ESAは、PLATOによって提供されるデータは、天の川銀河の惑星がどのように形成され進化したかなど、科学者が重要な問題を解決するのに役立つだろうと述べた。生命の繁殖に適した岩石惑星の存在確率など

惑星ハンターローマ宇宙望遠鏡

発売予定日: 2025年

ウェッブ望遠鏡と同様に、アメリカ航空宇宙局 (NASA) の初代主任天文学者でありハッブル望遠鏡の母にちなんで名付けられたナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡 (以下、ローマン望遠鏡と略記) も赤外線望遠鏡です。しかし、ウェッブ望遠鏡が細部に焦点を当てているのとは異なり、ローマン望遠鏡はウェッブの 100 倍以上のパノラマ視野で全体像を観察します。

ナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡。画像出典: 英国ニューサイエンティスト誌ウェブサイト

ローマン望遠鏡は最初の5年間で、ハッブル宇宙望遠鏡が最初の30年間で撮影した宇宙の領域の50倍以上を撮影し、宇宙の初の広域赤外線地図を作成します。これにより、暗黒物質や暗黒エネルギーの「正体」などの謎を解明する一助となることが期待されます。現在、天文学者はこれらの物質が宇宙に与える影響を観測できるが、それがどこから来るのかを説明することはできない。

天文学者たちはまた、このミッションが天の川銀河の多数の恒星を調査しながら、マイクロレンズ法やトランジット法を使ってさまざまな惑星を発見することを期待している。これらの惑星のうち、約4分の3は木星や土星のような巨大ガス惑星、または天王星や海王星のような巨大氷惑星であると予想されている。残りのほとんどは地球の4～8倍の大きさの惑星、いわゆるミニ海王星、つまり太陽系内に類似するものがない惑星である可能性が高い。

さらに、ローマン望遠鏡の観測効率をさらに向上させるために、NASAのエンジニアチームは後継の宇宙機器「スターシャドウ」の打ち上げを計画している。花びらの形をしたこの宇宙船は望遠鏡の横を飛行し、太陽からの光を遮り、望遠鏡が近くの暗い惑星を観測するのを助けることができる。

レーザー干渉計宇宙アンテナ

打ち上げ予定日: 2034年

2015年に科学者たちは初めて重力波を検出した。これまで、私たちはブラックホールと中性子星の衝突による重力波を観測してきました。 ESA が主導するレーザー干渉計宇宙アンテナ (LISA) は、既存の地上重力波検出器よりもはるかに大きな宇宙ベースの重力波検出器になります。

レーザー干渉計宇宙アンテナ (LISA)。画像出典: 英国ニューサイエンティスト誌ウェブサイト

LIGO や Virgo の検出器と同様に、LISA は、複数の固定レーザー光線が時間の経過とともに干渉し、時空構造を乱す際に生じる、光線の長さの極めて小さな変化を感知することで重力波を検出します。

LISAは、250万キロ離れた三角形に配置された3機の宇宙船で構成されます。 ３機の宇宙船は、地球から約１００万キロ離れた、地球と太陽の重力の中間点であるＬ１ラグランジュ点に配置される。これにより、科学者は他の銀河の惑星がその親星に生み出す重力波の微妙な影響を利用して、天の川銀河の外側にある新しい惑星を発見できるようになります。

◎科技日報記者 劉霞

出典：科技日報

編集者：張其其

レビュー: ジュリー

最終レビュー：劉海英