欧州宇宙機関のユークリッド宇宙望遠鏡が公開した素晴らしい写真

一見すると、この画像には大したことはないように見えます。薄暗い白い星の間に、明るい黄色の星がいくつか点在しています。そして、中央には、星の集まりのように見えるしみがあります。

しかし ズームイン まったく別の話が明らかになる。その汚れは星ではなく、数十もの銀河なのだ。

これは、欧州宇宙機関が公開したユークリッド宇宙ミッションの初期公開観測画像のうちの 1 枚にすぎません。

2023年7月に打ち上げられたユークリッドは、6年間にわたり、宇宙の大部分を構成する2つの目に見えない要素である暗黒物質と暗黒エネルギーを探索します。その間、ユークリッドは数十億の銀河を観測します。

これらの画像（合計 5 枚）は天文学者にとって興味深いものですが、彼らが心待ちにしているのは、その先に何があるかということです。

“これら [images] 「これは、興味深い既知の個々の物体を指し示すようなものです」と、ウォータールー大学天体物理学センター所長であり、ユークリッド計画の主要な科学コーディネーターの一人であるウィル・パーシバル氏は言う。

「私たちは、それらから素晴らしい科学研究を成し遂げました。しかし、私たちはあらゆる場所でこれを行います。15,000平方度、つまり私たちが観測できる可能性のある領域の3分の1を調査する予定です。つまり、これは既知の既知、つまり宇宙で知られている物体のようなものです。そして、その未知の未知こそが私を興奮させるのです。」

ハッブル宇宙望遠鏡やジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST) とは異なり、ユークリッドは一度に空の広い範囲を観測することができます。運用開始からまだ 1 年も経っていませんが、他の 2 つの望遠鏡よりも広い範囲をカバーしています。

「ハッブル宇宙望遠鏡とJWSTは素晴らしい望遠鏡だが、鍵穴をのぞいているようなものだ」と、ユークリッド計画にも参加しているウォータールー大学教授のマイク・ハドソン氏は言う。「今では窓が丸ごと開いているようなものだ」

宇宙を理解する

我々が目にしているものは、宇宙のおよそ 5 パーセントに過ぎません。残りの部分は暗黒物質 (およそ 25 パーセント) と暗黒エネルギー (およそ 70 パーセント) で構成されており、どちらも目に見えません。しかし、宇宙の他の物質とどのように相互作用するかによって、その両方が存在することがわかっています。

暗黒物質には質量があり、それが銀河団と相互作用して背後の銀河の光を曲げ、光の筋を作り出す様子からそれを「見る」ことができます。これはユークリッドのアベル 2390 のクローズアップ画像に見られる通りです。

暗黒エネルギーも目には見えませんが、私たちの宇宙をかつて考えられていたよりも速く膨張させています。

「[Euclid’s] 「目的は、基本的に、暗黒物質とは何か、暗黒エネルギーとは何かを理解することです。つまり、これは、現在物理学と宇宙論で私たちが抱えている2つの大きな疑問に本当に答えられるように設計されているのです」とパーシバル氏は語った。

「宇宙論には、ラムダCDMモデル（ラムダ冷暗黒物質モデル）と呼ばれる標準モデルがあり、それは私たちが目にするほとんどすべてのことを非常にうまく説明しています。しかし、私たちはそのモデルの実際の構成要素を理解していません。」

研究者たちは、ユークリッドが6年間のミッションでこの状況を変えてくれることを期待していると語る。

「ユークリッドは、これまで作成された暗黒物質の地図の中で最大かつ最高の解像度、最もノイズの少ない地図を作成することになる。それは空の3分の1をカバーすることになる」とハドソン氏は語った。

「さらに、空のこの広大な領域をカバーするだけでなく、私たちからさまざまな距離にあるこれらの背景の銀河を研究することで、暗黒物質の3次元マップを実際に構築することもできます。」

遠くの銀河からの光が地球に届くまでには数十億年かかるため、彼らは望遠鏡を使って過去を覗き込むことになる。ユークリッド望遠鏡を使って、宇宙がまだ若かった頃の暗黒物質を観察し、その後の時代、あるいは現在の状態と比較することになる。

パーシバル氏とハドソン氏はともに、今後の天体調査で何が明らかになるのかを心待ちにしている。

「これは空の調査だからだ」とハドソン氏は言う。「また、予想もしなかった宇宙に関するさまざまな興味深い新事実を発見する大きな可能性も開けるだろう」

ユークリッドミッションの詳細については、欧州宇宙機関の Web サイトをご覧ください。