ハッブル宇宙望遠鏡：最高の発見と面白い豆知識
4月24日、ハッブルは宇宙での35周年を迎えます！打ち上げ以来、ハッブルは私たちに驚くべき宇宙の姿を見せてくれたり、宇宙の大きな謎に答えてくれたりしてきました。遠く離れた銀河の美しさをとらえたり、ブラックホールの姿を映し出したり――その成果はいつも私たちをワクワクさせてくれます。そして何が一番すごいかというと？Sky Tonight アプリを使えば、ハッブルが今どこを飛んでいるのか、実際に空でその軌道を追うことができるんです！それでは、ハッブルの「すごさ」が宇宙級である理由をのぞいてみましょう。
内容
ハッブル宇宙望遠鏡とは？
ハッブル宇宙望遠鏡（英: Hubble Space Telescope、略称：HST）は、1990年4月24日に打ち上げられた宇宙望遠鏡です。地球の大気のゆがみから解放されたことで、銀河や星雲、遠くの星々を驚くほど鮮明にとらえることができました。単なるカメラではなく、ハッブルは宇宙に対する私たちの理解を根本から変えてきました。宇宙の年齢の測定、加速する膨張の発見、さらには太陽系外の世界の探査にも大きく貢献しています。
ハッブルがすごい理由
ハッブルは35年間の運用の中で、160万回以上の観測を行い、それが2万1,000本以上の査読付き科学論文に貢献しています。これらの論文を積み重ねたら、高さはなんと約53メートルに！これは台座を除いた自由の女神よりも少し高いくらいです。もしハッブルによるすべての発見を紹介しようとしたら、このページを1週間スクロールし続けることになるでしょう。というわけで、ここでは特にワクワクする発見をいくつかご紹介します。
初めてダークマターとダークエネルギーに光を当てた
ハッブルは、宇宙がただ膨張しているだけでなく、加速的に膨張していることを科学者たちが発見する手助けをしました。遠くの超新星を観測することで、銀河同士が予想以上のスピードで離れていっていることが判明したのです。これにより、物質を引き付けるのではなく押し離す反重力に似た力であるダークエネルギーが発見されました。ダークエネルギーは宇宙全体の約68%を占め、宇宙の加速膨張の原因だと考えられています。
またハッブルは、ダークマターの研究にも重要な役割を果たしてきました。ダークマターは宇宙の質量の約27%を占めるとされる謎の物質で、光を放たないため直接見ることはできません。しかしハッブルの観測により、銀河のまとまり方や空間内での動きに影響を与えていることが明らかになっています。
超大質量ブラックホールの存在を初めて確証した
ハッブルは、ブラックホールを含む見えないものを明らかにするのが得意です。ブラックホールの重力は非常に強く、光さえも脱出できませんが、ハッブル以前は天文学者たちはその存在を仮定するしかありませんでした。ハッブルは、ブラックホールの周囲にあるガスや星々の非常に詳細で鮮明な画像をとらえ、それらの速度を測定することで確かな証拠を提供しました。ハッブルのおかげで、ほとんどすべて、少なくとも多くの大型銀河の中心には超大質量ブラックホールが存在すると、私たちは今では理解しています。この発見により、銀河がどのように形成され、進化するのかについて貴重な洞察が得られました。
天体同士の衝突を初めて撮影した望遠鏡
1994年、ハッブルはシューメーカー・レヴィ第9彗星が木星に衝突する瞬間を目撃しました。この彗星はいくつもの破片に分かれており、それらが木星に衝突したことで巨大な爆発が発生し、木星の大気に“傷跡”のような痕が残されました。この現象は、科学者たちに木星の大気構造を研究する貴重なチャンスを与え、惑星が宇宙からの衝突にどう対処するかについての理解を深めることにつながりました。
ハッブルはまた、いくつもの銀河同士の衝突も撮影しています。これらの画像は、銀河が接近・衝突することで、星やガス、塵がどのような影響を受けるのかを明らかにしてくれます。ちなみに、天の川銀河は、将来アンドロメダ銀河と衝突する運命にあることをご存じですか？この壮大な宇宙イベントの証拠を初めて示したのもハッブルなのです。
現在のハッブル：進行中のミッション
打ち上げ以来、ハッブルは宇宙に対する私たちの理解を着実に広げ続けており、今もなお現役で活躍中です。
ハッブルはまだ稼働しているの？
はい！毎年、世界中の科学者から約1,000件の観測・データ利用の提案がハッブルに寄せられています。
ハッブルは宇宙空間での修理・アップグレードが可能な設計のおかげで、現在がこれまでで最も科学的に生産的な時期とも言えます。これまでにNASAのスペースシャトルで行われた5回の修理ミッションによって、機能が強化され、寿命も延長されてきました。これらのミッションでは、新しい機器の搭載や既存装置の修理・更新、老朽部品の交換などが行われました。最後の修理ミッションは2009年でしたが、ハッブルは2030年代半ばまで運用される見込みです。
ハッブルは今、何を観測しているの？
現在ハッブルが観測している対象は、Space Telescope Live のウェブサイトで確認できます。ただし、サイトに表示される画像が必ずしもハッブルによるものとは限りません。他の望遠鏡による画像が使われている場合もあり、ハッブルが観測している対象のプレビューとして表示されていることがあります。これは、ハッブルがリアルタイムの映像配信を行っていないためです。ハッブルは画像を撮影すると、まず機体に内蔵されたメモリに保存し、その後地球にデータを送信します。そのデータは処理され、アーカイブに登録される必要があります。データの取得から一般公開までには、数日から1年以上かかることもあるのです。
地上からハッブルは見えるの？
はい、条件が良ければ肉眼でもハッブルを見ることができます！暗く晴れた夜に、頭上を十分近く通過すれば、空をすばやく移動する光の点として見えるのです。明るさは最大で0.5等級に達し、オリオン座のベテルギウス、エリダヌス座のアケルナル、あるいは惑星土星と同じくらいの明るさになります。ハッブルの現在位置を追跡したい方は、Sky Tonight アプリをチェック！リアルタイムで見える場所や時間が確認できます。
ハッブルのこれから：HSTの未来
ミッション終了後、ハッブルはどうなるの？
当初の計画では、ハッブルの運用終了後に安全に軌道離脱させ、博物館で保存・展示することが想定されていました。しかし、スペースシャトル計画の終了により、その計画は実現不可能となりました。ハッブルにはエンジンが搭載されていないため、大気の抵抗によって軌道が徐々に低下しています。最終的には地球の大気圏に再突入し、燃え尽きて消滅する運命にあると予想されています。
ハッブルの後継となる望遠鏡たち
ハッブルのミッション終了が近づく中、その遺産を引き継ぎ、さらに発展させる次世代の高性能望遠鏡が続々と登場しています：
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ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（James Webb Space Telescope、JWST）：2021年12月に打ち上げ。赤外線で宇宙を観測し、ハッブルよりもさらに深い宇宙と過去をのぞくことができます。ハッブルとは異なる波長帯を観測することで、互いの観測を補完し合っています。
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ユークリッド宇宙望遠鏡：2023年7月に打ち上げ。可視光と近赤外線で宇宙を観測し、ダークエネルギーとダークマターの解明に向けて宇宙の大規模構造をマッピングします。
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ナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡（Nancy Grace Roman Space Telescope、RST）：2027年5月に打ち上げ予定。可視光と近赤外線で広範な宇宙の調査を行い、ダークエネルギー、ダークマター、系外惑星の研究を目的としています。
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大型紫外線・光学・赤外線探査機（Large Ultraviolet Optical Infrared Surveyor、LUVOIR）：2039年に打ち上げが提案されている次世代望遠鏡。紫外線から近赤外線にかけての幅広い波長を高解像度で観測し、地球型系外惑星や銀河の形成などを研究します。
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ハビタブル・ワールズ・オブザーバトリー（Habitable Worlds Observatory、HWO）：2040年代前半に打ち上げが提案されているフラッグシップミッションで、地球に似た系外惑星に生命の兆候を探すことを目的としています。
ハッブルに関するよくある質問
ハッブルの名前の由来は？
ハッブル宇宙望遠鏡は、天文学者エドウィン・パウエル・ハッブル（1889–1953）にちなんで名付けられました。1920年代、ハッブル博士は天の川銀河が多数ある銀河のうちの一つにすぎないことを示し、私たちの宇宙における位置づけの理解を一変させました。彼の最大の発見は1929年、地球から遠い銀河ほど速く遠ざかっていることを突き止めたことです。この発見は、後に「ビッグバン理論」の基礎となりました。
ハッブルは最初の宇宙望遠鏡ですか？
いいえ、ハッブルは最初の宇宙望遠鏡ではありません。1962年には、アメリカとイギリスがそれぞれ太陽観測衛星「オービティング・ソーラー・オブザーバトリー」と「アリエル1号」を打ち上げています。
なぜハッブルは地上の望遠鏡よりもよく見えるの？
まず第一に、宇宙にある望遠鏡は地球の大気の影響を受けないため、より鮮明な画像が得られます。地球の大気は星がまたたく原因でもあります。第二に、ハッブルは地上からでは観測できない近赤外線や紫外線の光も捉えることができます。これらの波長を使うことで、地上の望遠鏡では見えない天体の観測が可能になるのです。
ハッブルは打ち上げ当初、何がうまくいかなかったの？
最初の画像が届いたとき、ハッブルのピントが合っていないことが判明しました。原因は主鏡の形状にあり、わずか2ミクロン（髪の毛の幅の約1/50）浅すぎたのです。この誤差によって、光を正確に集められませんでした。1993年12月の修理ミッションで新しいカメラが取り付けられ、画像の鮮明度は劇的に改善されました。
ハッブルは観測対象に近づいていくの？
いいえ、ハッブルは地球の軌道上にとどまったままです。宇宙の他の場所へは移動しません。鮮明な画像が得られるのは、大気圏の外にいるからであって、対象に近づいているわけではありません。
ハッブルは地球の写真を撮れるの？
いいえ、ハッブルの指向システムは地球を撮影するようには設計されていません。ハッブルの主な目的は、遠くの星や銀河などの宇宙の天体を観測することです。実際、ハッブルのカメラで可能な最短の露光時間は0.1秒ですが、その間にハッブルは軌道上を約700メートル（約半マイル）移動してしまいます。そのため、地球を撮影しようとすると、画像がブレてしまい、はっきり写りません。
ハッブルの画像の一部が階段状にカットされているのはなぜ？
ハッブルの画像の一部に見られる「階段状の角」は、2009年まで使用されていた広視野・惑星カメラ2によるものです。このカメラには4つの検出器があり、3つは広視野用、1つは高解像度用でした。これらの検出器からのデータを一つにまとめると、視野の違いによって画像の間にすき間ができてしまい、「階段状」に見える部分ができたのです。
ハッブル宇宙望遠鏡の豆知識、楽しんでいただけましたか？ もっと知りたい方は、こちらのインフォグラフィックでもっと詳しくチェック！
ハッブル宇宙望遠鏡：まとめ
ハッブル宇宙望遠鏡がすごいのは、ただ美しい宇宙の写真を届けてくれるからだけではありません。宇宙の膨張の証明、ダークエネルギーとダークマターの発見、超大質量ブラックホールの存在の確認など、数々の驚異的な発見において中心的な役割を果たしてきたのです。ハッブルは私たちの宇宙観を根本から変えました。そして、その旅はまだ終わっていません。これから登場する次世代の望遠鏡たちが、ハッブルの築いた土台の上にさらなる発見を重ねていくことでしょう。ハッブルの次の動きを知りたいなら、Sky Tonightアプリをチェック！これはあなたの宇宙ガイドとして、リアルタイムでハッブルの位置を追跡できます。
