本当に美しい！ウェッブ望遠鏡が運用を開始してから1年後、宇宙の高解像度の写真が撮影されました。

ウェッブ宇宙望遠鏡の何百億ドル相当を覚えていますか?

2022年7月、科学者たちはウェッブが撮影した最初のカラー写真を発表し、新世代の宇宙望遠鏡を使った科学的観測への道を開いた。

それから丸1年が経ち、ウェッブチームは科学活動1年目の完了を祝って新しい写真を公開した。

ローへびつかい座星雲複合体の一部 | NASA、ESA、CSA

これは、地球から約 390 光年離れた、へびつかい座ロー星雲複合体内の小さな星形成領域で、約 50 個の若い星が含まれています。これらの星はすべて、質量が太陽と同程度かそれより小さいです。

画像の中で最も暗い領域は物質の密度が最も高い場所で、原始星がまだ形成されている場所には厚い塵の殻があります。

右上に見えるのは、水素分子の巨大な赤い双極ジェットです。これは、若い星が初めて宇宙塵の覆いから解放されるときに宇宙に吹き出す物質の相対論的な流出です。

そして画像の下半分では、S1 という星がその光で塵に明るい穴を掘っています。これは、画像内で太陽よりも大幅に質量が大きい唯一の星です。

そして、これは夏の天の川の近くで天文学者には非常によく知られている、いわゆる「空の色の円盤」のほんの小さな領域です。

上記のウェッブカラー画像の夜空における位置 |米航空宇宙局（NASA）

ウェッブ望遠鏡は昨年7月に初のカラー画像を公開して以来、当初の約束どおり、息を呑むような宇宙の赤外線画像だけでなく、科学者にとって本当に興味深い鮮明なスペクトルも提供してきた。

ウェッブ氏はスペクトル分析の助けを借りて、これまでに観測された中で最も遠い銀河を確認し、最も古く最も遠い超大質量ブラックホールを発見した。また、太陽系外惑星の大気の組成を前例のないほど詳細に特定し、恒星の育成場と原始惑星系円盤の化学組成を明らかにし、水と有機化合物を検出するなど、さまざまな成果を上げました。

以下に、ウェッブ宇宙望遠鏡で撮影された美しい画像をいくつか選びました。それぞれの画像から、これまで見たことのない宇宙の一面がわかります。

宇宙、遠い夜明け

宇宙望遠鏡科学研究所の科学者たちは、ウェッブ望遠鏡のCEERS調査のデータに基づいて、約5,000個の銀河の3次元視覚化を作成した。

メイジー銀河へ飛ぶ |フランク・サマーズ (STScI)、グレッグ・ベーコン (STScI)、ジョセフ・デパスクアーレ (STScI)、リア・ハスタック (STScI)、ジョセフ・オルムステッド (STScI)、アリッサ・ペイガン (STScI)

上のビデオでは、カメラの視点が毎秒2億光年の速度で遠くへ移動し、最終的にメイジーと呼ばれる古代の銀河で止まります。この銀河はビッグバンからわずか3億9000万年後の約134億年前に存在していました。

CEERS 調査で捉えられた興味深い銀河の一部 |ファントム_D-J

CEERS調査プロジェクト（「宇宙進化早期公開科学調査」の略）は、ウェッブ望遠鏡を使用して100平方分角の領域をカバーすることを目的としています。この空の領域は北斗七星の柄の近くにあり、EGS 領域と呼ばれます。ハッブル望遠鏡はここで詳細な観測を行い、5万個以上の銀河を撮影しました。

ウェッブ望遠鏡は、これまでに確認された最も遠方の活動的な超大質量ブラックホールを含む、これまで以上に多くの銀河を捉えた。このブラックホールは銀河 CEERS 1019 に位置し、質量は太陽の約 900 万倍で、ビッグバンからわずか 5 億 7000 万年後の初期宇宙に存在していました。

画像の中央に密集している 3 つの明るい点は、これまでに確認された中で最も遠い活動的な超大質量ブラックホールが存在する銀河 CEERS 1019 です。 | NASA、ESA、CSA、スティーブ・フィンケルスタイン（UTオースティン）、ミカエラ・バグリー（UTオースティン）、レベッカ・ラーソン（UTオースティン）。

銀河、あらゆる種類の衝突

これは不規則銀河 NGC 3256で、天の川銀河とほぼ同じ大きさです。それは南のほ座に位置し、地球から約 1 億 2000 万光年離れており、うみへび座・ケンタウルス座超銀河団の一員です。

不規則銀河 NGC 3256 | ESA/ウェッブ、NASA & CSA、L. アームス、A. エヴァンス

NGC 3256 は、密に絡み合った渦巻きの腕が星の光のかすんだもやに絡み合っていて、穏やかに見えるかもしれませんが、ここに描かれている銀河は、実際には太古の宇宙の衝突の結果です。この歪んだ銀河は、質量が同じ2つの渦巻銀河の正面衝突の残骸であり、天文学者の推定によると、衝突は約5億年前に起こったという。

アルプ 220 | NASA、ESA、CSA、K. ポントピ​​ダン (STScI)、A. ペイガン (STScI)

これは、へびつかい座の約 2 億 5000 万光年離れた場所に位置する、合体する渦巻銀河のペア、Arp 220です。赤外線で非常に明るく輝き、太陽の1兆倍もの明るさを誇ります。それに比べると、私たちの天の川銀河は、太陽の1000億個分ほどの明るさしかなく、見劣りします。

これら2つの渦巻銀河の衝突は約7億年前に始まりました。これにより、大規模な星形成の爆発が引き起こされました。

約 200 個の巨大な星団が、幅約 5,000 光年の小さな塵に覆われた領域に密集しています。これは天の川銀河の直径のわずか 20 分の 1 ですが、そこに含まれるガスの総量は天の川銀河全体のガスの総量に相当します。

1623年ESA/ウェッブ、NASA & CSA、L. アームス & A. エヴァンス

これはIC 1623 で、地球から約 2 億 7000 万光年離れたくじら座にある、絡み合った銀河のペアです。

2つの銀河は融合の過程にあり、一方の銀河がもう一方の銀河に真っ向から突入している。この衝突は「スターバースト」と呼ばれる星形成の狂乱を引き起こし、天の川銀河の20倍の速さで新しい星を生み出している。

星雲、星の誕生と死

下は有名なオリオン星雲、より正確にはオリオン星雲のごく一部であるオリオンバーで、基本的にはオリオン星雲内のガスの壁です (左)。

オリオン大星雲の一部 | ESA/Webb、NASA、CSA、M. Zamani (ESA/Webb)、およびPDRs4All ERSチーム

ウェッブ氏は、これらの若い恒星の1つの原始惑星系円盤（右下）で、メチルカチオン（CH3+）と呼ばれる有機分子を検出しました。これは、より複雑な炭素ベースの分子の形成に重要な役割を果たします。

炭素化合物は、知られているすべての生命の基礎です。ウェッブ望遠鏡は、多くの天文学者にとって大きな関心事である星間有機化学の研究に新たな道を切り開きます。

カシオペアA | NASA、ESA、CSA、D. Milisavljevic (パデュー大学)、T. Temim (プリンストン大学)、I. De Looze (UGent)、J. DePasquale (STScI)

これは、ウェッブ望遠鏡の中間赤外線装置によって撮影された、直径約10光年、11,000光年離れた超新星残骸、カシオペヤAです。

超新星は、巨大な星が死ぬときに起こる爆発であり、多くの場合、銀河全体よりも明るくなります。この残骸を残した超新星からの光は、1690年代の地球の夜空で明るく輝いていただろう。天の川銀河の超新星であれば、夜空で最も明るい星になることは容易であり、昼間でも容易に見えるはずです。

しかし不思議なのは、このような超新星は中国国内外を問わず、古代から現代に至るまでいかなる記録にも登場していないことだ。

現在主流となっている見解は、この超新星は爆発する前にすでに大量の物質を放出しており、その物質が超新星自体の光を遮ったため、当時地球上の人々には見えなかったというものです。

ウェッブ望遠鏡によるカシオペヤAの観測は、「宇宙塵はどこから来るのか？」という科学的な疑問の答えを見つけるのに役立ちます。

カメレオン I 分子雲 | NASA、ESA、CSA、ジョセフ・オルムステッド（STScI）

これは、500光年離れたカメレオンI分子雲内の特に冷たく、密度が高く、暗い領域です。ウェッブ望遠鏡は複数の機器を使用して、詳細なスペクトル観測を実施しました。

ウェッブの観測により、その星形成領域の塵粒子には、凍った水によって形成された水氷だけでなく、凍った二酸化炭素によって形成されたドライアイス、さらには硫化カルボニル、アンモニア、メタンなどの凍った分子によって形成された氷も存在していたことが明らかになりました。これらは、糖、アルコール、単純なアミノ酸分子と同様に、惑星の大気の重要な成分です。

恒星や恒星系が形成されると、これらの塵粒子が原始惑星系円盤に集まり、惑星を形成します。この発見は、惑星や恒星が誕生するはるか以前に、分子雲の氷の層の奥深くでこれらの複雑な分子が形成されたことを示す初めての証拠である。

言い換えれば、生命の形成に重要な前生物分子は、星や惑星よりも宇宙にはるかに多く存在するのです。

暗黒星雲 L1527 | NASA、ESA、CSA、STScI

これは、おうし座の星形成領域に位置する暗黒星雲 L1527内の原始星の近傍です。これらの熱い雲は赤外線波長でのみ見えるため、ウェッブ望遠鏡の近赤外線カメラで撮影されたこの画像で明らかになった詳細は、生まれたばかりの星がどのようにその生涯を始めるのかを理解するのに役立ちます。

原始星そのものはこの「砂時計」の首の部分の中に隠れています。よく見ると、首の真ん中に暗い線が見えます。これは、私たちの横を向いている原始星の周りの原始惑星系円盤です。原始星からの光は、この上下の物質の円盤を通過し、周囲のガスと塵の穴を照らします。

この原始星はクラス 0 原始星であり、星形成の初期段階にあり、まだ塵とガスの暗い雲に包まれており、成熟した星になるまでには長い道のりがあります。

L1527 からの眺めは、太陽と太陽系の初期の時代を垣間見ることができる窓を提供します。

タランチュラ星雲 | NASA、ESA、CSA、STScI、Webb ERO 制作チーム

これは、以前の写真でタランチュラに似ていることからタランチュラ星雲というニックネームが付けられた、ドラダス 30です。星の形成を研究する天文学者にとって人気の地域です。

タランチュラ星雲は地球から約161,000光年離れています。それは天の川銀河の衛星銀河である大マゼラン雲に位置しています。これは局部銀河群の中で最大かつ最も明るい星形成領域です。

ウェッブ望遠鏡で撮影されたこの画像では、その一帯がまるでコモリグモの糸で敷き詰められた巣のように見えます。タランチュラ星雲には、形成されたばかり、または現在も形成中の何千もの星があり、その多くはウェッブ望遠鏡によって初めて発見されたものです。

わし星雲の創造の柱 | NASA、ESA、CSA、STScI; J. DePasquale、A. Koekemoer、A. Pagan (STScI)

創造の柱は、地球から 6,500 光年離れた、わし星雲 M16 の中心にあります。 3つの巨大な柱は雄大な岩石層のように見えますが、実際は冷却された星間ガスと塵で構成されており、近赤外線ではやや半透明に見えます。ガスと塵の濃い雲の中で新しい星が形成されています。

ハッブル望遠鏡は、創造の柱の写真で世界を驚かせ、一夜にして有名になりました。ウェッブ望遠鏡は、正面からの「厳しい戦い」とも言える同対象の赤外線画像を公開した。

中間赤外線装置で撮影された創造の柱 | NASA、ESA、CSA、STScI、J. DePasquale (STScI)、A. Pagan (STScI)

ウェッブ望遠鏡も中間赤外線機器を使用して同じ対象を観測した。中赤外線機器は、星形成領域の主成分である塵の検出に非常に敏感です。

近赤外線画像とは異なり、この領域の空の何千もの星は視界から消え、無数のガスと塵が画像の視覚的な中心になるように見えます。

これらの濃い青灰色の塵の柱の中では、多くの星が活発に形成されています。これらの領域が十分な質量のガスと塵の塊を形成すると、自身の重力によって崩壊し始め、ゆっくりと加熱され、最終的に新しい星が形成されます。

太陽系のさまざまな惑星

ウェッブ望遠鏡は太陽系の惑星の近赤外線観測も行っています。これらの波長では、惑星は以前とは違って見えます。

ウェッブによる太陽系の惑星の眺め: 木星 (左上)、土星 (右上)、天王星 (左下)、海王星 (右下) とその環 | NASA、ESA、CSA、STScI

たとえば土星を例にとってみましょう。近赤外線では、メタンガスが太陽光をほぼすべて吸収するため、土星自体は非常に暗く見えます。しかし、土星の氷の環は比較的明るい。

同様に、ウェッブ望遠鏡は天王星と海王星の多重環を鮮明に捉えました。これまで、このような詳細は、近距離を飛行したボイジャー探査機によってのみ確認できました。

ウェッブが見た木星 | NASA、ESA、木星ERSチーム;画像処理：Judy Schmidt

ウェッブ望遠鏡が近赤外線カメラを使用して撮影した木星の画像には、木星の北極と南極の上空に現れるオーロラ（上の画像では赤で表示）と、極の周りの霧（黄緑色で表示）が写っています。

ウェッブ氏が撮影したこの画像では、木星のよく知られた大赤斑が太陽光を多く反射するため白く見える。

星の海に「浮かぶ」海王星 | NASA、ESA、CSA、STScI

ウェッブ望遠鏡は強力な集光能力のおかげで、海王星を観測しただけでなく、その背後にある無数のより遠い銀河も捉えました。環を持つ海王星は、星の海に静かに「浮かんで」います。この夢のような光景は、ウェッブ望遠鏡の能力を鮮やかに示しています。ウェッブ望遠鏡は、遠い宇宙の最も深い部分にある夜明けの時代まで深く見通すことができるだけでなく、「目の前にある」太陽系の天体の最も鮮明な詳細を明らかにすることもできます。

ウェッブ望遠鏡の初年度の興奮と期待を上回る成果を踏まえ、2年目の観測計画が完成しました。この数十億ドル規模の宇宙望遠鏡によって、ウェッブの宇宙探査という科学的使命は始まったばかりだ。

企画・制作

出典: Guokr

著者: スティード、星空写真家、天文学科学クリエイター

編集者：崔英浩

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