火星に着陸する探査車から国際宇宙ステーションに住む宇宙飛行士、そして驚くべき宇宙の画像を送り返すこれまでに考案された最も複雑で高性能な望遠鏡に至るまで、私たちは宇宙探査の黄金時代を生きています。パーサヴィアランス探査車の高解像度カメラや、ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡の驚異的な高感度赤外線検出器などのテクノロジーにより、私たちは自分の惑星を超えた世界の新しい視点を毎日得ています。
1990 年の有名なペール ブルー ドットの写真のように、宇宙のイメージの中には人々の想像力の中にしっかりと根付いているものもあります。この写真には、カメラがオフになる数分前にボイジャー宇宙船から見た地球が示されています。冥王星の軌道を超えて移動中のこの画像は、ボイジャーが振り返って地球を見たときの光景を示しています。それは、宇宙の虚空を背景に見られる、ほとんど知覚できない小さな点です。
これは伝説の天文学者カール セーガンにインスピレーションを与えたことで有名で、彼は著書 『ペール ブルー ドット: 宇宙における人類の未来のビジョン 』で説明しました。
「もう一度その点を考えてみましょう。それがここです。そこが家です。それが私たちです。そこには、あなたが愛するすべての人、あなたが知っているすべての人、あなたが聞いたことのあるすべての人、これまでに存在したすべての人間がそれぞれの人生を生きました。私たちの喜びと苦しみの集合体、何千もの自信に満ちた宗教、イデオロギー、経済教義、すべての狩猟者と採集者、すべての英雄と臆病者、すべての文明の創造者と破壊者、すべての王と農民、すべての恋する若いカップル、すべての母親と父親、希望に満ちた子供、発明家と探検家、すべての道徳教師、すべての腐敗した政治家、すべての「スーパースター」、すべての「最高指導者」、人類の歴史におけるすべての聖人や罪人がそこに住んでいた――雲に浮いた塵の上で。サンビーム。”
上に示した画像のバージョンは、この注目すべき画像の 30 周年を記念して、同じデータに最新の処理技術を使用して 2020 年に NASA によって公開された再処理バージョンです。
宇宙の旅を続けるために、私たちは宇宙の最も素晴らしい画像を 60 枚まとめました。
宇宙の崖
ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が 2021 年 12 月に打ち上げられたとき、世界は、この最新のツールがどのような宇宙の画像を提供できるか、息をひそめて待っていました。そして彼らは、望遠鏡が最終構成に展開され、機器のチェックと校正が行われた数か月後の2022年7月に、望遠鏡からの最初の完全な画像が公開されたことを知りました。
この驚くべき画像はそれらの最初の画像の 1 つであり、ウェッブ望遠鏡とそのすべての成果の象徴となっています。この画像は、空を背景にした塵のドラマチックな形状が美しい崖の形成のように見えるため、宇宙の崖と呼ばれているカリーナ星雲の一部を示しています。
天の川の中心
ジェームス ウェッブ宇宙望遠鏡の NIRCam 機器によって撮影されたこの素晴らしい画像には、私たちの銀河系、天の川の中心近くにある領域が示されています。私たちの銀河の中心には、他のほとんどの銀河と同様に、射手座 A* と呼ばれる超大質量ブラック ホールがあります。この画像は近くの射手座 C 領域を示しており、50 万個の星が視界を通して輝いています。この領域はシアン色に見えるイオン化した水素で満たされており、熱く若い星が多く存在します。画像内のさまざまな色はさまざまなプロセスを示しており、ウェッブが電磁スペクトルの赤外線部分を観察しているために着色されています。
有名なカニ星雲
巨大な星が寿命を迎え、超新星と呼ばれる現象で爆発すると、その残骸が数千年にわたって残ることがあります。それが有名な「かに星雲」を生み出したものです。この星雲は、かつて輝いていた星の残り物である高密度の核の周りに籠のような形状を形成する塵のフィラメントの複雑な構造です。この残骸を作成した超新星は 1054 年に初めて地球上で観測され、それ以来、超新星が残した物体は多くの望遠鏡で観測されてきました。この特定の画像は、NIRCam (近赤外線カメラ) と MIRI (中赤外線計測器) の両方の機器からのデータを使用して、ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡からのものです。
クリスマス銀河団
ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡のような望遠鏡は、単独で動作するだけではありません。場合によっては、科学者は複数の望遠鏡からのデータを組み合わせて、複雑な天体をより詳細に観察することがあります。たとえば、この画像には、ジェームズ ウェッブとハッブル宇宙望遠鏡の両方からのデータが含まれています。ウェッブの機器はスペクトルの赤外線部分で動作しますが、ハッブルの機器は主にスペクトルの可視光部分（人間の目に見えるのと同じ部分）で動作します。単一の天体、この場合は MACS0416 と呼ばれる銀河団のこれら 2 つのビューを組み合わせることで、科学者は 1 つの波長だけで観察した場合には見えない特徴を見ることができます。
この銀河団は、クリスマスのイルミネーションのように見える一連の明るい色の銀河のため、クリスマスツリー銀河団としても知られています。銀河団は、重力によって結合された数百、さらには数千の銀河のグループであり、宇宙最大の重力束縛構造の一部となっています。この画像にある銀河は、発する光の波長によって色が異なり、青とシアンの銀河はハッブルによって検出され、オレンジと赤の銀河はジェームス ウェッブによって検出されました。
木星で絵を描く
NASA が木星へのジュノー計画を開始したとき、木星の複雑な重力場と磁場を理解するためにマイクロ波放射計や磁力計などの機器を使用することに主に焦点を当てていました。しかし政府機関は、公共の支援のために、惑星の画像を撮影できるJunoCamと呼ばれる小型可視光カメラをミッションに追加することを決定した。宇宙機関も科学者も同様に公共の支援を重視していますが、宇宙船の重量とスペースはどれほどであっても貴重であるため、純粋にこの目的のために機器全体がミッションに追加されることはまれです。
しかし、JunoCam は Juno ミッションの最大の成功の 1 つであることが判明しました。木星の素晴らしい景色を定期的に撮影しており、画像処理に挑戦したい人のためにすべてのデータが公開されています。この画像は、2017 年にジュノーが木星に接近した際に撮影された、JunoCam が捉えた何千枚もの画像のうちの 1 つです。この画像には、木星大気のドラマチックな雲の頂上が示されており、おそらく太陽系で最も象徴的な美しい惑星の美しさと驚異を示しています。
天上のロブスター
この印象的な画像は、直径 400 光年、8,000 光年離れたロブスター星雲と呼ばれる天体を示しています。この画像は、ビクター M. ブランコ 4 メートル望遠鏡に設置されたダーク エネルギー カメラと呼ばれる地上の機器を使用して撮影されました。このカメラはもともと、暗黒エネルギーの奇妙な現象を研究するための空の調査に使用されていました。その調査が完了して以来、この機器は、このような見事な画像を撮影するなど、他のさまざまな科学的目的に使用されています。
この星雲は塵とガスに満ちており、新しい星がたくさん誕生している領域です。星雲を照らし、輝かせるのは、これらの熱く若い星からの放射線です。
スピッツァーの最後の万歳
ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、宇宙に設置された最も有名な赤外線宇宙望遠鏡ですが、その打ち上げ前には、赤外線スペクトルで宇宙を観測する別の NASA 宇宙望遠鏡がありました。スピッツァー宇宙望遠鏡は、ハッブル宇宙望遠鏡、チャンドラ X 線天文台、コンプトン ガンマ線天文台とともに NASA の大天文台プログラムの一環として 2003 年に打ち上げられ、2020 年まで運用されました。これらの望遠鏡 (ハッブルとチャンドラは現在も運用中) は、ジェームズ ウェッブのような新しい望遠鏡への道を切り開きました。
スピッツァーが 2020 年に寿命を迎えたとき、科学者たちはスピッツァーが 16 年間の観測で収集したデータを使い続けました。この画像はスピッツァーの功績を祝うために公開されたもので、タランチュラ星雲が写っています。この特定の星雲が選ばれたのは、スピッツァーが打ち上げ後に最初に撮影したターゲットの 1 つだったからです。この地域はスピッツァーを使用して研究するのに理想的であり、赤外線波長で見ることができる暖かい塵でいっぱいです。
星の一生
宇宙の一部の領域は、複数の世代の星を特徴とし、科学者が 1 つの場所だけを観察するだけで複雑な星のライフサイクルについて学ぶことができるため、研究するのに特に興味深いものです。スピッツァー宇宙望遠鏡が撮影した、星団ケフェウス B とケフェウス C を含む一対の星雲の画像がこれに当てはまります。これらの星雲には、生涯のさまざまな段階にある星が存在します。
この画像に見られる緑は塵の雲を表しており、オレンジ色にも見られますが、星が最初に形成される渦巻く物質です。右側の小さな星雲には、特に明るい星を表すピンクと白の点が見えます。左側の星雲の先端には明るい赤色の領域があり、そこでは星が近くの塵を加熱しすぎて、この画像に使用されている波長機器である赤外線で光ります。また、中央には暗い物質の帯も見えますが、これは塵の特に濃い領域です。密度のせいで赤外線を通さないが、この領域は何もないわけではなく、実際には新しい星が形成されている星の苗床である。
象徴的な創造の柱
史上最も有名な宇宙画像の 1 つは、創造の柱として知られるワシ星雲のハッブルによるスナップショットです。この見事な構造は何十年にもわたって見る人を魅了しており、ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡からのこの画像のおかげで、全く新しい世代の宇宙観察者がこの光景に出会うことになりました。ハッブルは可視光の波長で柱を画像化しましたが、ウェッブは近赤外線カメラ (NIRCam) と中赤外線計測器 (MIRI) 機器を使用して、このよく知られた構造の画像を撮影しました。
赤外線で見ると、可視光バージョンに比べて画像内に見える星の数は少なくなりますが、柱を形成する塵の繊細な構造がより多く明らかになります。柱の先端の光っている部分は星が形成されている領域で、柱の塵が密集している領域では黒く見えます。
ローバー降下中
人類の業績としては、火星の地表に探査機を設置することはかなり大きなことです。しかし、ある意味ではそれよりもさらにワイルドなのは、初めて着陸する探査車を捉えることができることです。 2020 年 2 月に NASA が探査機「パーサヴィアランス」を火星に着陸させたとき、世界は興奮して見守りました。そしてその後、探査機が着陸の映像を地球に放送したことで、世界中が着陸の様子を実際に見ることになった。これは火星への着陸が行われた最初のビデオ映像であり、それは探査車が地面に向かって降下するこの象徴的な画像によって要約されていました。
この画像はパーサヴィアランスの降下段階から撮影されたもので、この小型のジェット推進船には、パラシュートに加えて探査機の速度を下げるために下向きのスラスターが付いていた。その後、探査機はケーブルを使用して降下ステージから降下され、探査機が地表に上がったときにケーブルが解放され、探査機が絡まる可能性を防ぐために降下ステージが飛び去りました。パーサヴィアランスは、古代生命の痕跡を探して、ジェゼロ・クレーターと呼ばれる火星のエリアの探索を続けています。
南環状大星雲
ジェームズ・ウェッブの最初の画像のバッチで共有されたもう 1 つの画像は、南環状星雲を示すこのペアでした。この構造は、死にかけている星が外層のガスを放出することによって形成されました。これらの層は外側に向かって移動し、星雲の泡のような構造を形成しました。
このペアは、異なる波長で見える機器の価値を示しています。ウェッブ社の 4 つの機器はすべて赤外線で見えますが、左側の画像はウェッブ社の近赤外線カメラからのもので、右の画像は中赤外線機器からのものです。近赤外線または中赤外線で見ると、塵の構造や星雲の中心で互いに接近して周回する一対の星の構造など、画像のさまざまな部分が強調表示されます。
銀河五重奏団
十分に大きなスケールで見ると、巨大な銀河も小さく見えることがあります。この画像は広大な領域をカバーしており、元のクロックは 1 億 5,000 万ピクセルを超えています。これは、ステファンの五重奏団と呼ばれるグループを示しており、5 つの銀河のグループ内の 4 つの銀河が非常に接近しているため、1 つに統合されつつあります。
銀河が衝突するとき、その予想は恐ろしく聞こえますが、そのプロセスは通常非常にゆっくりと進行します。星と惑星の間には非常に広い空間があるため、実際の星が衝突することはほとんどありません。しかし、これほど巨大な物体が相互作用するときに作用する途方もない重力により、銀河が奇妙な形に引っ張られ、歪む可能性があります。 2 つの銀河が合体しつつある様子が見られるのは珍しいことではありませんが、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡によって捉えられたこの天体は、これほど多くの銀河がすべて同時に相互作用しているのは珍しいことです。
地獄のような惑星
金星は私たちの隣の惑星かもしれませんが、それについてはまだわかっていないことがたくさんあります。灼熱の表面温度と非常に厚い大気により、表面上のあらゆるものに計り知れない圧力がかかり、加えて雲が軌道からの視界の多くを覆い隠しているため、研究するのは簡単な場所ではありません。しかし、1989年に打ち上げられたNASAのマゼランミッションや、1978年に打ち上げられたパイオニア金星周回船のように、謎の一部を明らかにしたミッションもあった。
これら両方の画像のデータを織り交ぜて、軌道から見たこの惑星の画像を作成しました。 1960 年代、1970 年代、1980 年代のソ連のベネラ計画のように、地球の表面に着陸したミッションはごくわずかです。ベネラ9号は1975年に金星の表面に着陸した最初のミッションで、約1時間生存し、表面からの画像も送り返した。
生まれたばかりのスターの爆発
星は大きくて明るいのは当然のことですが、若いときは特に活発になることがあります。ここで鮮やかな例が見られるように、新しく生まれた星は、周囲の環境を形作る大量の放射線を放出することがあります。特に活発な生まれたばかりの星の中には、星の 2 つの極から大量のエネルギーが放出されるガスジェットを放出することがあります。それは、ハービッグ・ハロ天体と呼ばれる、このような印象的な天体を形成します。
この特定のハービッグ ハロ天体は HH 797 と呼ばれ、ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡の NIRCam 装置を使用して撮影されました。星がジェットを噴射すると、ジェットが通過するガス分子を励起して光らせます。結果として生じる構造は直径が 1 光年を超える場合があり、遠くからでも見ることができます。
宇宙に縛られない
現在行われているほとんどの船外活動や船外活動（EVA）は国際宇宙ステーション周辺で行われており、宇宙飛行士は修理やメンテナンスのためにステーションの外に出ることもあります。これらは通常 6 ～ 7 時間続き、並外れた肉体的および精神的な不屈の精神を必要とする過酷な作業になる可能性があり、通常、宇宙飛行士はまさにこの理由のために、外側全体に点在する押さえポイントを使用してステーションの外側に繋がれます。
しかし、しばらくの間、宇宙遊泳の時代がありました。スペースシャトルの時代の 1980 年代、宇宙飛行士はロープを外され、所定の位置に固定するための物理的なアンカーがありませんでした。代わりに、彼らは有人操縦ユニット (MMU) と呼ばれる宇宙服に取り付けられたユニットを使用し、スラスターを使用して移動できるようにしました。この画像は、2 人の宇宙飛行士 (ブルース・マッカンドレスとロバート・L・スチュワート) が史上初の紐なしの船外活動を行った、スペースシャトルの 10 回目のミッションである STS-41-B を示しています。ここでは、スチュワートがスペースシャトル チャレンジャー号から数メートル離れた地球上に浮かんでいるのが見えます。
赤外線で見た恒星の苗床
私たちの銀河である天の川には、有名な小マゼラン雲を含む、重力で結合している小さな衛星銀河が多数あります。この銀河の中に、NGC 346 と呼ばれる星形成が活発な領域があり、ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡の中間赤外線観測装置によって捕らえられました。これは、この地域の塵を強調表示しており、暖かい塵は赤で示され、多環芳香族炭化水素と呼ばれる分子は青で示されています。
光の中にある素晴らしい苗床
前回の画像と同じ恒星の苗床が、今回はハッブルによって捉えられました。このビューでは、背景に見える何千もの星が強調表示され、ガスの渦はより幽霊のように見え、実体がありません。星団の中心近くにある多くの明るい点は、このガスの川で最近形成された若い星であり、星の形成と、この星団内のガスの螺旋によって星がどのように供給されるかについてさらに詳しく知りたいと考えている科学者によって研究されています。
太陽の表面にある蜂の巣
太陽を研究することは困難です。太陽は非常に明るいので、ほとんどの機器を圧倒します。しかし、ダニエル・K・イノウエ太陽望遠鏡は、太陽の研究に特化して設計されており、太陽のコロナがなぜ表面よりもはるかに熱いのか、太陽が宇宙に送り出す沸騰したプラズマが局所の環境や環境にどのような影響を与えるのかなどの疑問に答えようとしている。その影響がどのように太陽系に広がり、宇宙天気と呼ばれる現象で地球の大気と相互作用するかさえも。
10 年間の計画と 7 年間の建設を経て、2020 年に新しい望遠鏡からの最初の画像が公開されました。これは太陽の表面をこれまでより詳細に示し、表面を覆う細胞のような構造を示しています。これらの構造物はそれぞれテキサス州ほどの大きさで、熱いプラズマが各丘の中央まで上昇しています。
銀河系の人食い行為
2 つの銀河が衝突する場合、結果は各銀河の質量に依存する可能性があり、場合によっては不公平な戦いになることがあります。それがダークエネルギーカメラによって撮影されたこの画像の場合に当てはまり、NGC 1532 またはヘイリーの宝冠と呼ばれる 1 つの大きな渦巻銀河と、そのはるかに小さい隣の矮小銀河 NGC 1531 との間の「綱引き」が示されています。はより大きな渦巻銀河に吸収されつつあるが、その通過にはドラマがなかったわけではない。重力が渦巻銀河を引っ張り、その渦巻腕の位置をずらしているのだ。大きな銀河の上部にはねじれた渦巻状の腕があり、その星とガスの流れが矮小銀河の小さく明るい塊の周りで曲がっているのがわかります。
螺旋を描く側転銀河
科学的な興味や美しさで有名な銀河もあれば、その魅力的な形で有名な銀河もあります。側転銀河は後者の 1 つで、銀河の中心からスポークが伸びた車輪に明らかに似ていることからその名前が付けられました。 5 億光年離れたところに位置し、ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡を使用して画像化されたこの銀河は、実際には 2 つの主要なリングで構成されています。1 つは小さくて明るい内側のリング、もう 1 つはより拡散した外側のリングです。この構造は、異常な高速度で衝突する 2 つの銀河から形成され、この壮大な出来事の影響が外側に波及しました。中央のリングは熱い塵が詰まっているためより明るくなりますが、外側のリングは外側に膨張して周囲の空間のガスと衝突することで輝きます。
地球外生命体の可能性
地球外の太陽系で生命を探したい場所の中で、最も有望な選択肢のいくつかは惑星ではなく衛星です。木星を周回するエウロパのような衛星は、生命が発生する可能性がある液体の水の海の上に厚い氷の地殻があることが知られています。このエウロパの画像は、1990 年代後半に通過した NASA のガリレオ宇宙船によって撮影されました。ミッションからのデータを組み合わせて、人間の目に月がどのように見えるかを模倣して、リアルなカラーでこのヨーロッパのイメージを作成しました。氷の地殻が壊れて再び凍った部分の表面には、長い亀裂や隆起が点在しています。これらの亀裂は、巨大な惑星である木星の重力によって引き起こされ、木星の衛星に重大な影響を及ぼします。
ハッブルがアインシュタイン環を発見
ハッブル宇宙望遠鏡からのこの画像には、アインシュタイン リングと呼ばれる珍しい現象が示されています。光が遠くの物体から伝わるとき、十分に大きな質量がその前にある場合、光は重力によって曲げられる可能性があります。これにより、重力レンズと呼ばれる現象で、深視野望遠鏡の画像では銀河が歪んだり引き伸ばされて見えることがよくあります。しかし、ごくまれに、この歪みによって銀河がほぼ完全にリング状に見えることがあり、その場合はアインシュタインの相対性理論にちなんでアインシュタイン・リングと名付けられます。
このアインシュタイン環は GAL-CLUS-022058s と呼ばれ、これまでに観測された中で最大かつ最も完全なアインシュタイン環の 1 つであることで有名です。この星は、その溶けた渦巻き状の外観から「モルテン リング」という愛称が付けられており、南半球のひょうたん座に位置しています。
上昇するスペースシャトル
スペースXのクルードラゴンが2020年のデモ2ミッションで最初の宇宙飛行士を国際宇宙ステーションに運ぶまで、米国はスペースシャトル計画の終了以来、有人軌道宇宙飛行ミッションを開始していなかった。この画像は、スペースシャトルの最後の飛行の 1 つを示しており、2011 年にエンデバー号が打ち上げられ、これが最後の宇宙旅行となった。ミッション STS-134 は、このシャトルの 25 回目の飛行であり、6 人の乗組員とさまざまなハードウェアおよび研究品を国際宇宙ステーションに運びました。次のミッションSTS-135がアトランティスシャトルを使用した後、米国は9年間、宇宙飛行士を自国の車両で打ち上げることはなかった。
リング星雲
もう 1 つの有名で美しい星雲は、リング星雲です。これは明らかにリングの形にちなんで名付けられました。この星雲の中心には、かつては巨大な星だったが、現在は白色矮星と呼ばれる残骸となっている、熱くて密度の高い核があります。星がその寿命の終わりに近づいたとき、星はその外側のガス層を脱ぎ捨て、これらの層は周囲の空間へと移動しました。ガスが近くの環境と相互作用するにつれて輝き続け、惑星状星雲と呼ばれるこの構造を作成しました。名前にもかかわらず、このタイプの星雲は惑星とは何の関係もありません。しかし、その丸い形を見て、遠く離れた惑星を見ていると考えた初期の天文学者によってこの名前が付けられました。
ホースヘッドの新たな視点
有名な馬頭星雲は、ハッブル宇宙望遠鏡からの象徴的な画像を含め、長年にわたって多くの望遠鏡によって画像化されてきました。このバージョンの見事な星雲は、ほこりとガスの雲から突き出ている独特の形状にちなんで名付けられましたが、2023年に発射と試運転を祝ってユークリッド宇宙望遠鏡によって撮影されました。暗黒物質と暗黒エネルギーの謎について学ぶためのスケールですが、このような美しい景色をfablousディテールでキャプチャするためにも使用できます。星雲はバーナード33としても知られており、オリオンの星座に1,375光年離れています。これは、地球に近い最も忙しい巨大な星形成領域の1つであり、研究の一般的な標的となっています。
太陽の顔を見ています
欧州宇宙機関のソーラーオービターは、紫外線の人間の視力の範囲を超えて動作するカメラである極端な紫外イメージャーのような機器を使用して太陽を軌道に乗せる宇宙船です。 2022年に撮影されたこの楽器の25枚の画像を使用して、このモザイクは太陽の顔全体を示して構築されました。
視点を与えるために、研究者は、その本当の位置ではなく、サイズの点で拡大するために、地球の小さなイメージを含めました。画像の右上にある小さな小さな点です。太陽の直径は860,000マイルを超えています。 NASAによると、それは太陽が典型的な正面玄関の大きさであれば、地球がニッケルの大きさになることを意味します。
ソンブレロ銀河のハッブルモザイク
象徴的なメキシコの帽子に似ているため、Sombreo Galaxyとして知られているこの画像は、Hubble Space Telescopeを使用してキャプチャされました。メッサー104としても知られるこのギャラクシーは、地球の視点からほぼエッジオンに見られる厚い塵のレーンに囲まれた明確な膨らんだ白いコアを持っています。この銀河は、その独特の形と肉眼ではほとんど見られないという事実のために、望遠鏡のお気に入りの標的です。途方もない50,000光年で2,800万光年離れた場所にあるこの画像は、2003年に最初にリリースされたときに組み立てられた最大のハッブルモザイクの1つでした。