NASAのウェッブ宇宙望遠鏡がお届けする天体ショーの第一弾をぜひご覧ください。

NASAがジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が宇宙の最前線にどこまで到達できるかを示した翌日、科学者らは望遠鏡の科学的範囲の広さを示す追加の写真を公開した。

本日発表されたデータは、100億ドルの望遠鏡が惑星の大気を分析し、恒星の誕生と死の場面を前例のないほど詳細に記録する能力を強調した。

赤外線画像は、ウェッブ宇宙望遠鏡の幅21フィート（約6.4メートル）の鏡が、観測開始直後から鮮明な画像を提供できることを実証しました。これは、1990年のハッブル宇宙望遠鏡のデビュー当時、幅7.8フィート（約2.4メートル）の鏡に欠陥があったために最初の画像が台無しになったこととは対照的です。

「この望遠鏡は素晴らしくうまく機能している」と欧州宇宙機関の科学探査担当上級顧問マーク・マコーリアン氏は本日、NASAのWebbウェブキャストで語った。

これにより、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）が、宇宙の起源から地球外惑星の居住可能性に至るまでの現象の研究に革命を起こすという約束を果たすだろうという期待が高まる。

JWSTの初期ターゲットの一つは、地球から34光年離れたTRAPPIST-1惑星系です。ワシントン大学の宇宙生物学者アンドリュー・リンコウスキー氏は、この望遠鏡を用いてTRAPPIST-1の惑星の大気の特徴を明らかにしたいと考えています。

「もうただ『すごい！』としか言いようがありません！」とリンコウスキー氏はGeekWireへのメールで語った。「JWSTは宇宙の奥深くまで観測します。惑星についてはもっと詳しく調べますが、岩石質の太陽系外惑星については、依然として難しい課題が残ります。TRAPPIST-1は依然として優れたターゲットであり、実際、望遠鏡と観測機器開発者による観測と最初の提案を合わせると、今年中に7つの惑星すべてがJWSTによって個別に観測される予定です。」

リンコウスキー氏は、今年の観察は単なる始まりに過ぎないと語った。

「これらの最初の観測は、太陽系外の小惑星に大気が存在する可能性を明らかにし始めるだろう」と彼は記した。「大気の存在の有無を確認するため、あるいは特定のガスの存在を確認し、その存在量を推定するために、さらなる観測が必要になる可能性が高い。これらの情報があれば、生命を宿す可能性のある温帯気候の可能性を評価できるだろう。」

本日公開されたデータには、異なる種類の惑星に焦点を当てたスペクトル分析が含まれていました。WASP-96 bは、地球から約1150光年離れた太陽に似た恒星を周回する「ホット・ジュピター」です。惑星の大気を通過する近赤外線のスペクトル特性は、水蒸気の存在を示していました。また、惑星を覆い隠す雲やもやの存在を示す証拠も見られました。

「これはほんの始まりに過ぎません」と、NASAゴダード宇宙飛行センターの天体物理学者、ニコル・コロン氏は本日のウェブキャストで述べた。「今後は、より遠く、より小さな惑星へと探査を進めていく予定です。」

NASAはWASP-96 bのデータに加え、前日にホワイトハウスで公開された深宇宙画像に関する追加データを含む4セットの画像を公開しました。以下に概要をご紹介します。

シュテファンの五重奏曲

ステファンの五つ子は、5つの銀河からなる美しい銀河群です。そのうち4つは約2億9000万光年離れており、5つ目の銀河はわずか4000万光年離れています。手前の銀河であるNGC 7320は、この銀河群の中で最も左端に位置しています。

JWSTの近赤外線と中間赤外線画像は、ハッブル宇宙望遠鏡の観測画像よりも鮮明なステファンの五つ子の像を提供します。中間赤外線画像は、最上部の銀河NGC 7319の中心にある超大質量ブラックホールの周囲から放射される光の爆発を際立たせているため、特に印象的です。この爆発のエネルギーは太陽400億個分に相当します。

南環状星雲

南環状星雲は、ほ座にある2000光年離れた死にゆく恒星系を取り囲む、輝くガスと塵の殻です。JWSTの赤外線画像はハッブル宇宙望遠鏡の観測よりも詳細な構造を明らかにし、中間赤外線観測では星雲の中心に1つではなく2つの恒星があることが明確に示されています。また、画像には星雲の左側に見える、遠く離れたエッジオン銀河も写っています。

カリーナ星雲

JWSTが地球から7,600光年離れたカリーナ星雲を捉えた画像は、「宇宙の崖」と呼ばれる、若い星々が生まれつつある塵の領域に焦点を当てています。画像の上半分にある熱い青い星々からの猛烈な放射線が、画像の下半分にある塵の雲を侵食しています。しかし、その放射線の圧力は、さらに多くの星々を誕生させています。

ハッブル宇宙望遠鏡は以前にも同じ領域の画像を提供していましたが、JWSTの赤外線画像では、これまで見えなかった数百もの星と、多数の背景銀河が明らかになりました。「この新しいデータから、深みと質感を感じ取ることができます」と、ゴダード宇宙飛行センターの天体物理学者でJWST副プロジェクトサイエンティストのアンバー・ストラウフン氏は述べています。

ウェッブの最初の深海探査

月曜日にホワイトハウスで初公開された「ウェッブのファースト・ディープ・フィールド」と呼ばれるこの画像は、腕を伸ばした砂粒ほどの小さな空の領域を捉えている。SMACS 0723と呼ばれる銀河団の重力レンズ効果により、JWSTの観測画像には数千もの遠方の銀河も含まれている。

スペクトル分析により、銀河の1つからの光が宇宙望遠鏡で捉えられるまでに131億年を旅していたことが判明した。また、写真にはさらに遠くの銀河も写っている可能性がある。

ワシントン大学の天文学者エミリー・レベスク氏はGeekWireへの電子メールで、本日公開された画像はすべて「衝撃的で、JWSTの非常にエキサイティングな新機能を実証している」と語った。

「もし強いてお気に入りを選ぶとしたら、実は『深宇宙』画像からより詳細なデータを見ることができて特に興奮しました」と彼女は語った。「天文学において非常に強力なツールの一つが分光法です。これは、星や銀河からの光を観測し、それを色で分類して、その天体特有の化学的特徴を特定するものです。」

レベスク氏は、JWSTのチームが深宇宙画像における重力レンズ効果を受けた銀河から来る光を分析することで分光法の威力を実証したと述べた。

「これらのデータがあれば、宇宙で最初に誕生した銀河のいくつか、つまり最も初期の星々が誕生した銀河の詳細な化学組成や状態を研究できるようになります」とレベック氏は書いている。「私と多くの同僚はTwitterで、JWST以前の時代ではこれらの観測には何時間もかかっただろう、あるいは不可能だっただろうと嘆き合っていました。私たちは皆、データを手に入れ、これほど強力な最新望遠鏡でこれらの暗く遠く離れた銀河の探査を始めるのを待ちきれません！」

NASAのジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡とその最初の画像は、水曜日にPBSのNOVAドキュメンタリー「究極の宇宙望遠鏡」で紹介される予定だ。