宇宙を10年間「録画」し続ける望遠鏡。

編集・制作：未知なる宇宙科学 ARCHIVES 編集部

宇宙を10年間「録画」し続ける望遠鏡——ヴェラ・ルービン天文台の仕組みと目的

天文学が長年抱えてきた「時間と視野」の制約

夜空の星々は静止して見えますが、宇宙では今この瞬間も星が爆発し、天体が動き、明るさが変化しています。問題は、従来の望遠鏡がその「変化」をほとんど記録できなかった点にあります。

1990年に打ち上げられたハッブル宇宙望遠鏡は、132億光年彼方の銀河を鮮明に写し出すことで宇宙の「深さ」を人類に示しました。しかし、ハッブルが一度に捉える視野は満月の数十分の一ほどに過ぎません。超望遠レンズのように「一点を精密に切り取る」ことに特化した設計であるため、広大な空全体を見渡すことは苦手です。

天文学はこれまで、「広く浅く」か「狭く深く」かという二者択一を迫られてきました。それに加えて、もう一つの壁がありました。宇宙での突発現象——星の爆発や天体の明るさの変動——は、いつどこで起こるか予測できません。気づいたときには終わっている。人類は宇宙で起きるドラマの多くを、見逃し続けてきたのです。

ヴェラ・ルービン天文台の概要と建設地

南米チリのアンデス山脈、セロ・パチョン山（標高約2,682メートル）に建設されたのがヴェラ・C・ルービン天文台です。乾燥した大気と暗い夜空に恵まれたこの地は、天文観測に適した環境として知られています。

主鏡の口径は8.4メートル。しかしこの望遠鏡の特徴は、主鏡の大きさよりも、搭載されたカメラと観測戦略の組み合わせにあります。

32億ピクセルのカメラが「広さ」と「深さ」を両立する

ルービン天文台が搭載するLSST（Legacy Survey of Space and Time）カメラは、現時点で世界最大のデジタルカメラです。画素数は32億ピクセル（3.2ギガピクセル）。スマートフォンのカメラが一般に1,200万〜5,000万ピクセル程度であることと比べると、その規模は明らかです。なお、撮影した画像をフルサイズで表示するにはハイビジョンテレビが1,500台必要になると言われています。

このカメラの視野は、一度の撮影で満月約40個分に相当する空の領域をカバーします。これが「広さと深さの両立」を実現する核心です。望遠鏡は数十秒ごとに向きを変え、夜空をモザイク状に撮影していきます。その結果、わずか3〜4夜で南天のほぼ全域をスキャンできます。

10年間の繰り返し観測で「変化」を検出する

このスキャンを、ルービン天文台は10年間にわたって繰り返します。同じ空を何度も撮影し、前回との差分を取ることで、動いた天体・明るさが変わった天体・新たに出現した天体をすべて検出します。

これは宇宙を静止画ではなく連続的な記録として捉える試みです。10年間で蓄積されるデータ量は推定**約60ペタバイト（6,000万ギガバイト）**とされています。

この仕組みにより、遠い銀河で起きる超新星（恒星が寿命を終える際の大規模な爆発）や、太陽系内を移動する小惑星などが、毎晩のように自動検出されることが期待されています。

毎晩最大1,000万件の変化を自動処理する

本格稼働後、ルービン天文台は1晩あたり最大1,000万件もの変化（アラート）を検出すると見積もられています。人間が直接確認できる量ではないため、AIと高度なソフトウェアが画像を自動比較し、変化を分類・検出のうえ、60秒以内に世界中の研究者へ配信するシステムが整備されています。

天文学における「観測の主役」が、人の目から機械へと移りつつあります。

このプロジェクトが挑む科学的課題

ルービン天文台が主要ターゲットとする科学的謎は以下の二つです。

• ダークマター（暗黒物質）: 光を発さず正体不明でありながら、宇宙の物質の約27%を占めるとされる存在。大量の銀河の形を精密に測定することで、その重力の影響を間接的に捉えようとしています。
• ダークエネルギー（暗黒エネルギー）: 宇宙の膨張を加速させているとされる、さらに謎の多い力。宇宙全体のエネルギーの約68%を占めるとされていますが、その本質は現在も解明されていません。

合わせて宇宙の約95%を占めるこれらの存在に、これまでにない規模の観測データで迫ることがこのプロジェクトの主要な目的の一つです。ただし、これらの謎が解明されるかどうかは、まだわかりません。

地球近傍天体の監視という実用的な役割

ルービン天文台にはもう一つの重要な使命があります。太陽系内の小惑星、とりわけ地球の軌道に接近しうる**地球近傍天体（NEO）**の継続的な探索です。

稼働開始から数年で、これまで知られていた数の数倍にあたる小惑星を新たに発見すると期待されています。これは純粋な科学的関心にとどまらず、将来的な衝突リスクの評価という意味で、地球規模の安全保障に関わるデータでもあります。

観測データは広く公開される方針

ルービン天文台の観測データは、原則として広く一般に公開される方針が取られています。世界中の研究者はもちろん、学生や一般の人々も、最前線の天文データにアクセスできる環境が整う見込みです。

これにより、プロの研究者以外がデータを活用した発見に貢献する機会も生まれると期待されています。

10年間の観測が何をもたらすか

ルービン天文台がもたらすのは、特定の天体の詳細な観測というよりも、宇宙全体の「変化の記録」です。同じ空を繰り返し撮り続けることで初めて見えてくる現象があり、それがダークマター・ダークエネルギーの解明にどう貢献するか、あるいは予想外の発見につながるかは、観測が積み重なるにつれて明らかになっていきます。

わかっていることは、10年間で約60ペタバイトのデータが蓄積され、毎晩新たな変化が記録され続けるという事実です。宇宙の「静止画」から「変化の記録」へ——この転換が天文学に何をもたらすかは、これから10年をかけて答えが出てきます。