NASAのローマン望遠鏡、系外惑星撮像にアクティブコロナグラフを採用

NASAの次期ナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡（早ければ来月末に打ち上げ予定）は、宇宙で初めて展開されるアクティブコロナグラフを搭載する。この装置は星の光の大部分を遮断するように設計されており、天文学者は他の恒星を周回する惑星、特に私たちの太陽系に似た惑星を直接撮像できるようになる。このミッションは、将来的に地球のような世界の最初の画像を捉える望遠鏡への道を開く可能性がある。

この望遠鏡は、研究者がこれまでよりも小さく、暗く、恒星に近い惑星を観測できるようにすることで、系外惑星科学の分野に影響を与える。ハッブルやジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の従来のコロナグラフが静的ブロッカーを使用するのに対し、ローマンのシステムはアクティブ波面制御を採用する。残留星光を測定し、2枚の変形可能ミラー（それぞれ48×48の微細アクチュエータ格子を持ち、ミラー表面を水素原子の直径の約10分の1である10ピコメートル単位で調整可能）を使用してそれを抑制する。この技術により、現在の宇宙ベースのコロナグラフと比較して、系外惑星に対する感度が最大1,000倍向上すると期待されている。

これは重要である。なぜなら、これまでに撮影された系外惑星のほぼすべては、巨大で若く、恒星から遠く離れており、私たちの太陽系の惑星とはまったく異なるからだ。ローマンは真の木星アナログ、すなわち太陽のような恒星を地球軌道半径の数倍の距離で周回する成熟したガス巨星を直接撮像できる可能性がある。そのような惑星は主に恒星の光を反射しており、内部の熱で輝いているわけではない。約3億ピクセルの広視野カメラは、同程度の解像度でハッブルの最も広い露出の約100倍の画像を撮影し、暗黒物質や暗黒エネルギーの研究、約10万個の新しい系外惑星の発見に役立つ。

背景：ローマン宇宙望遠鏡は、NASA初の天文学部門長であるナンシー・グレース・ローマンにちなんで名付けられた。広視野カメラとコロナグラフ装置の両方を搭載する。コロナグラフは「シリコングラス」と呼ばれるマスクを使用する。これは、光子を捕捉して迷光が検出器に到達するのを防ぐ微細なスパイクである。ローマンの初年度観測プロジェクトに選ばれたハーバード大学の研究科学者ハビエル・ビアナは、この飛躍を「少数の人にインタビューする」ことから「世界規模の国勢調査を実施する」ことに例えた。

次のステップ：望遠鏡は来月末までに打ち上げられる予定である。運用開始後、コロナグラフで恒星系を一つずつ観測し、これまで暗すぎて見えなかった系外惑星の直接撮像を目指す。成功すれば、地球のような惑星を撮影する将来のミッションに必要な技術を実証できる。主任機械エンジニアのブランドン・クリーガーは、これを「地球2.0を見つけるための…重要な足がかり」と呼んでいる。