銀河の裏側の地図を作成する調査

普通の望遠鏡では見えない天の川の向こう側まで見通せるナンシー グレース ローマン宇宙望遠鏡。銀河中心部の向こう側にある天体も観測できる。以下、機械翻訳。
NASAのローマチームが銀河の裏側の地図を作成する調査を選択
アシュリー・バルザー
2024年 3月12日
記事
中央に左端から右端まで広がる、暗く埃っぽい帯がある、細い水平方向の画像。 中央の途切れた暗い線から、煙のような煙がぼんやりと伸びています。 小さな星が灰色がかった背景に点在し、中央の暗い帯の後ろから暖かい輝きが放射されます。

ESAのガイア宇宙ミッションで見た、天の川銀河の平面。 そこには、ガイアが見通すことができなかった、より暗く塵に覆われた領域とともに、10億以上の星が含まれています。 NASA のナンシー グレース ローマン宇宙望遠鏡の銀河面調査は、より高い感度とより長い波長のカバー範囲により、より多くの塵を覗き込み、より多くの星を明らかにするでしょう。
クレジット: ESA/ガイア/DPAC
NASA のナンシー グレース ローマン宇宙望遠鏡チームは、天の川銀河の平面を前例のない調査する計画を発表しました。 これは他のどの調査よりもこの領域を深く調査し、これまでのすべての観測を合わせたよりも多くの銀河の星をマッピングします。

天体物理学センターの天体物理学者キャサリン・ザッカー氏は、「この種の調査では、星の形成や進化から、星間の塵や銀河の中心の力学に至るまで、非常に幅広い科学を調査できます」と述べた。 マサチューセッツ州ケンブリッジのハーバード大学とスミソニアン博物館は、このような観察プログラムの利点の一部を説明する白書を共同執筆しました。

Using Infrared Light to Survey the Milky Way Galaxy
科学者たちは私たちの太陽系の近傍をかなり詳しく研究してきましたが、銀河の大部分は依然として視界に覆われていません。 NASA のナンシー グレース ローマン宇宙望遠鏡は、新しく選ばれた銀河面調査のおかげで、厚い塵の帯を通して覗いて、これまで探索できなかった銀河の一部を明らかにします。 クレジット: NASA のゴダード宇宙飛行センター
銀河面の調査は、ローマ調査のアイデアを募集した 2021 年の募集に続き、最も上位にランクされた応募作品でした。 現在、科学界は協力して、2027年5月までのローマン号の打ち上げに先立って観測プログラムを設計する予定だ。

「科学者は、例えば、どのくらいの範囲の領域をカバーするのか、あるいは、考えられるすべてのフィルターでどのように完全にマッピングするのか、どちらかを選択する必要があるため、多くのトレードオフが存在するだろう」と、論文の共著者で天文学者のロバート・ベンジャミン氏は述べた。 ウィスコンシン大学ホワイトウォーター校。

調査の詳細はまだ決定されていないが、科学者らは、もし調査が約1,000平方度（満月5,000個分に相当する空の領域）をカバーした場合、1,000億個をはるかに超える宇宙物体（主に星）を明らかにできる可能性があると述べている。

「これは私たちの銀河系のすべての星の完全な調査にかなり近く、所要時間はわずか1か月程度です」と、カリフォルニア州パサデナにあるカリフォルニア工科大学/IPACの上級研究員であり、白書のリーダーであるロバータ・パラディーニ氏は述べた。 著者。 「ハッブル宇宙望遠鏡やジェームス・ウェッブ宇宙望遠鏡でこれほど大きな空を観測するには何十年もかかるでしょう。 ローマンは調査機になりますよ！」

天の川の解剖学

宇宙の小さな視野を備えた天文台は、他の銀河の精緻な画像を提供し、複雑な構造を明らかにしています。 しかし、私たちの銀河の構造を研究することは驚くほど難しいです。 天の川面は空の非常に広い範囲をカバーしているため、詳細に研究するには非常に長い時間がかかることがあります。 天文学者はまた、遠くの星の光を遮る厚い塵の中から覗き込む必要があります。

私たちは太陽系の近傍をよく研究してきましたが、「銀河中心の向こう側にある天の川の残りの半分がどのように見えるかについては、非常に不完全な見方しかできていません。」とザッカー氏は言います。

NASA の引退したスピッツァー宇宙望遠鏡のような天文台は、より長い波長の光で銀河面の広範囲の調査を実施し、銀河の裏側にあるいくつかの星形成領域を明らかにしました。 しかし、Roman のように細かい部分を解決することはできませんでした。

「スピッツァーは、ローマンが解決できるであろう問題を設定しました」とベンジャミンは語った。

Roman は、広い視野、鮮明な解像度、塵を通して覗き込む能力を兼ね備えており、天の川を研究するのに理想的な機器となっています。 また、光学と赤外線のさまざまな波長の光で星を見ることは、天文学者が星の温度などを知るのに役立ちます。 その 1 つの情報から、星の進化段階や組成からその明るさや大きさに至るまで、より多くのデータが明らかになります。

「私たちは、他の銀河ではできない方法で、星の形成や私たちの銀河の構造などの非常に詳細な研究を行うことができます」とパラディーニ氏は語った。


この画像は、NASA の 2 つの天文台によって観測された、IC 5332 と呼ばれる同じ渦巻銀河の 2 つのビューを示しています。ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡の観測結果は左上に表示され、ハッブル宇宙望遠鏡の観測結果は右下に表示されます。 景色は主に、それぞれが示す光の波長によって大きく異なります。 ハッブルの可視光と紫外線の観測では、塵がそれらの種類の光を吸収する暗い領域が特徴です。 ウェッブはより長い波長を見て、赤外線で光る塵を検出します
しかし、天の川銀河は非常に広い範囲の空を覆っているため、どちらも効率的な調査を行うことはできません。 IC 5332 は約 3,000 万光年離れているため、小さな点として見えます。 ハッブルやウェッブが天の川を調査するには数十年かかりますが、NASA の次期ナンシー グレース ローマン宇宙望遠鏡では 1 か月以内にそれを行うことができます。
クレジット: NASA、ESA、CSA、STScI、Janice Lee (STScI)、Thomas Williams (オックスフォード)、Rupali Chandar (UToledo)、PHANGS チーム
ローマン氏は、バルジとして知られる中央領域の構造、バルジを横切って伸びる「バー」、そこから伸びる螺旋状の腕について新たな洞察を提供する予定です。

「我々は基本的に、銀河の裏側の3D画像を書き換えるつもりだ」とザッカー氏は語った。

ローマンの鋭い視力は、天文学者が銀河の裏側にある星の苗床であっても個々の星を見つけるのに役立ちます。 これにより、ローマンは、ESA (欧州宇宙機関) のガイア宇宙ミッションによるこれまでの精密マッピングよりも 10 倍遠くまでマッピングできるようになるため、星の巨大な新しいカタログを作成するのに役立ちます。 ガイアは、主に約 10,000 光年の範囲内に 10 億を超える星を 3D でマッピングしました。 Roman は、10 万光年以上離れたところにある最大 1,000 億個の星をマッピングすることができました (銀河系の最遠端やその先まで広がっています)。

銀河面調査は、ローマン社が初めて発表した一般的な天体物理学調査であり、ローマン社が 3 つの核となるコミュニティ調査とコロナグラフ技術のデモンストレーションに加えて実施するいくつかの観測プログラムの 1 つです。 ローマンの 5 年間の主要任務の少なくとも 25% は、ミッションの中核となるコミュニティ調査データだけでは実行できない科学を追求するために、一般的な天体物理学調査に割り当てられます。 世界中の天文学者が Roman を使用して最先端の研究を提案する機会が得られ、天文学コミュニティが Roman の能力を最大限に活用して驚異的な科学を実施できるようになります。

ナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡は、メリーランド州グリーンベルトにあるNASAのゴダード宇宙飛行センターで管理されており、NASAのジェット推進研究所と南カリフォルニアのカリフォルニア工科大学/IPAC、ボルチモアの宇宙望遠鏡科学研究所、およびさまざまな国の科学者からなる科学チームが参加しています。 研究機関。 主要な産業パートナーは、コロラド州ボルダーの BAE Systems, Inc. です。 L3Harris Technologies（フロリダ州メルボルン） カリフォルニア州サウザンドオークスの Teledyne Scientific & Imaging 社。

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ナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡