【革命】宇宙を10年間「録画」し続ける望遠鏡。 #宇宙 #科学

【革命】宇宙を10年間「録画」し続ける望遠鏡

もし、宇宙に「再生ボタン」があったら

夜空を見上げるとき、私たちは静止した一枚の絵を眺めているように感じます。星々はそこに「ある」だけで、何も変わらないように見える。けれど、それは錯覚です。宇宙は今この瞬間も、想像を絶するスケールで脈打ち、爆発し、生まれ、消えています。

問題は、人類がこれまでその「動き」を、ほとんど捉えられなかったということ。一夜の観測は、いわば宇宙という壮大な映画の、たった一枚のスチル写真にすぎませんでした。

では、もし――宇宙を10年間、休むことなく「録画」し続けられたら? チリの山頂で、人類はまさにその夢を現実に変えようとしています。

背景:点を撮る時代から、流れを撮る時代へ

望遠鏡が変えてきたもの

1609年、ガリレオが自作の望遠鏡を木星に向けたとき、近代天文学は産声を上げました。以来400年あまり、望遠鏡の進化は「いかに遠くを、いかに詳しく見るか」を追い求める歴史でした。

20世紀後半に入ると、ハッブル宇宙望遠鏡(1990年打ち上げ)が大気の揺らぎを越え、132億光年彼方の銀河までも鮮明に写し出しました。私たちは宇宙の「深さ」を手に入れたのです。

けれど、決定的に欠けていたもの

しかし、ハッブルのような望遠鏡には弱点がありました。視野が極めて狭いのです。ハッブルが一度に捉える範囲は、満月の数十分の一ほど。それは「宇宙の一点を、息をのむほど精密に切り取る」ことに特化した、いわば超望遠レンズでした。

そのため天文学は長らく、「広く浅く」か「狭く深く」かの二者択一を迫られてきました。全天を浅く見渡すか、一点を深く掘り下げるか。両立は不可能だと思われていたのです。

しかも、もうひとつの壁がありました。「時間」です。宇宙で起こる劇的な現象――星の爆発、天体の接近、明るさの変動――の多くは、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。私たちは、宇宙のドラマの大半を「見逃して」きたのです。

核心:ヴェラ・ルービン天文台という「全天録画装置」

チリの山頂で開く、巨大な瞳

南米チリ、アンデス山脈のセロ・パチョン山(標高約2,682メートル)。乾燥した空気と漆黒の夜空に恵まれたこの地に、人類史上類を見ない望遠鏡が建設されました。ヴェラ・C・ルービン天文台です。

夜の帳が下りると、白いドームがゆっくりと天に向かって開きます。その中で待ち構えているのは、口径8.4メートルの主鏡。そしてこの望遠鏡の真の革命は、その背後に潜む常識破りの設計にあります。

「広く」と「深く」を、ついに両立した

ルービン天文台が搭載するLSSTカメラは、世界最大のデジタルカメラです。その画素数は、なんと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およそ1,200万〜5,000万ピクセルであることを考えれば、その桁違いの解像度がわかるでしょう。撮影された一枚の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台必要になるといわれます。

そして驚くべきは、その視野の広さです。一度の撮影で、満月約40個分に相当する空の領域を捉えます。これは「広く浅く」と「狭く深く」を分け隔ててきた壁を、力ずくでぶち破る性能です。

ドームから放たれた視野は、扇状に夜空へと広がっていく――そのイメージは、まさにこの天文台の本質を表しています。望遠鏡は数十秒ごとに向きを変え、空をモザイクのように塗りつぶしていきます。そしてわずか3〜4夜で、南天のほぼ全体をスキャンし終えるのです。

10年間、止まらない「宇宙の録画」

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、何度も。これが「LSST(Legacy Survey of Space and Time＝時空のレガシー・サーベイ)」と名づけられた一大プロジェクトの核心です。

同じ領域を繰り返し撮影し、前回との「差分」を取る。すると、動いたもの、明るさが変わったもの、新しく現れたものが、すべて浮かび上がる。

これはつまり、宇宙を静止画ではなく「動画」として記録する試みにほかなりません。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)。人類が初めて手にする、宇宙の「タイムラプス映像」です。

スキャンされた領域からは、毎晩のように新しい現象が検出されます。遠い銀河で爆発する超新星(寿命を終えた星の大爆発)、太陽系の片隅をかすめる小惑星――それらが次々と、自動的に炙り出されていくのです。

最新の動向:毎晩1,000万件の「宇宙からの速報」

機械が見つけ、瞬時に世界へ

ルービン天文台が本格稼働すると、1晩あたり最大1,000万件もの「変化(アラート)」が検出されると見積もられています。これは人間が目で追える量をはるかに超えています。

そこで活躍するのが、高度なソフトウェアと人工知能です。撮影画像を過去のデータと自動で比較し、変化を検出し、その情報をわずか60秒以内に世界中の研究者へ配信する。天文学はいま、人の眼から機械の眼へと、観測の主役を譲り渡そうとしているのです。

解き明かされるかもしれない、最大級の謎

このプロジェクトが挑むのは、現代物理学最大の難問です。

• 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%を占めるとされる謎の存在。膨大な数の銀河の形を精密に測ることで、その「重力の痕跡」を描き出します。
• 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、さらに謎めいた力。宇宙全体のエネルギーの約68%を占めるとされながら、その本質は誰も知りません。

これら宇宙の約95%を占めながら正体不明の存在に、ルービン天文台は史上最大規模の観測データで迫ろうとしています。

地球を守る「見張り番」としての顔

ルービン天文台のもうひとつの使命は、私たちの足元に直結しています。太陽系内を動く小惑星の検出です。中でも地球の軌道に接近しうる**地球近傍天体(NEO)**の発見は、人類の安全保障そのもの。

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。空のどこに、いつ、何が潜んでいるのか――その地図を、私たちはようやく手にしようとしているのです。

私たちの未来へ:宇宙が「身近」になる時代

この望遠鏡がもたらす変化は、専門家だけのものではありません。ルービン天文台の観測データは、原則として広く公開される方針がとられています。

つまり、世界中の誰もが――学生も、教師も、好奇心を抱く一般の人々も――宇宙の最前線のデータに触れられる時代が来るのです。あなたが自宅のパソコンから、昨夜爆発したばかりの超新星を「発見」する。そんな未来が、もう絵空事ではありません。

宇宙はこれまで、限られた専門家が覗き込む「遠い世界」でした。しかしこれからは、私たち一人ひとりが参加できる、開かれた探検の舞台へと変わっていくのです。

終わりに:録画ボタンは、もう押された

チリの山頂で、白いドームは今夜も静かに開きます。巨大な瞳が夜空を見上げ、その視野が扇のように広がり、全天を覆っていく。超新星が、小惑星が、未知の何かが、次々と光の中に浮かび上がる――。

人類はついに、宇宙の「再生ボタン」を見つけました。そして10年という長い録画は、すでに始まっています。

10年後、この映像の中に、私たちはいったい何を見出すのでしょうか。星の最期か、地球を脅かす岩塊か、それとも――宇宙の95%を覆い隠してきた、あの巨大な謎のベールが、はらりとめくれる瞬間か。

夜空はもう、静止画ではありません。それは、再生され続ける壮大な物語。そして私たちは今、その最初の1フレームを、固唾をのんで見つめているのです。