ユークリッドの最初の画像群
(esa.int)- ESAのEuclid宇宙望遠鏡が最初のフルカラー画像を公開し、広い空を一度に鮮明に撮影して宇宙最大規模の3D地図を作成する準備が整っていることを示した
- 今後6年間で最大100億光年先にある数十億個の銀河を観測し、暗黒物質と暗黒エネルギーが可視宇宙に残した痕跡を追跡する
- 公開された5枚の画像には、ペルセウス銀河団、IC 342、NGC 6822、NGC 6397、Horsehead Nebula が含まれ、明るい恒星と淡い背景銀河の両方を高い鮮明さで捉えている
- ペルセウス銀河団の画像は、所属銀河1000個と背景銀河10万個以上を捉えており、一部の淡い銀河は、その光が地球に到達するまで100億年かかるほど遠方にある
- Euclidは2024年初頭に定常的な科学観測を開始する予定で、6年間にわたり空の3分の1を調査し、データを毎年Astronomy Science Archivesで公開する
Euclidが示した最初の観測性能
- ESAのEuclidが最初のフルカラー宇宙画像を公開した
- これまで、これほど広い空の領域を対象に遠方宇宙まで見通しながら、これほど鮮明な天体画像を作成できる望遠鏡はなかった
- 今回の5枚の画像は、Euclidがこれまでで最も広範な宇宙3D地図を作成する準備ができていることを示している
- 一度の観測で広い領域の可視光・赤外線画像を非常に鮮明に生成できる能力がEuclidの強みだ
- 明るい恒星から淡い銀河までを同時に捉え、遠方銀河を拡大しても鮮明さを保つ
暗黒物質と暗黒エネルギーの追跡
- Euclidの任務は、暗黒物質と暗黒エネルギーが現在の宇宙の姿をどのように形作ったのかを調べることだ
- 宇宙の95%はこうした「暗い」構成要素でできているとみられるが、可視天体の姿や運動にごくわずかな変化しか及ぼさないため、その正体を理解するのは難しい
- 暗黒物質は銀河同士を引き寄せ、可視物質だけで説明できるよりも速く回転させる
- 暗黒エネルギーは宇宙の加速膨張を導いている
- 今後6年間で最大100億光年先にある数十億個の銀河の形状、距離、運動を観測し、可視宇宙に残された「暗い」影響を明らかにする計画だ
最初の5枚の画像の観測対象
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ペルセウス銀河団
- Euclid’s view of the Perseus cluster of galaxiesは、ペルセウス銀河団に属する銀河1000個と、さらに遠方にある背景銀河10万個以上を収めている
- 多くの淡い銀河はこれまで見えておらず、その一部は光が地球に届くまで100億年かかるほど遠くにある
- ペルセウスは地球から約2億4000万光年離れた、宇宙で知られる最も巨大な構造の一つだ
- 銀河団の分布と形状を地図化することで、暗黒物質が現在見えている宇宙をどのように形成したのかをさらに知ることができる
- 天文学者たちは、ペルセウスのような銀河団は宇宙に暗黒物質が存在する場合にのみ形成されうることを示してきた
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渦巻銀河 IC 342
- Euclid’s view of spiral galaxy IC 342は、「Hidden Galaxy」という別名でも知られるIC 342、または Caldwell 5 を捉えている
- Euclidは赤外線観測によって、天の川銀河に似たこの銀河の恒星に関する重要な情報をすでに明らかにしている
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不規則銀河 NGC 6822
- Euclid’s view of irregular galaxy NGC 6822は、Euclidが最初に観測した不規則矮小銀河NGC 6822を示している
- 初期宇宙の銀河の大半は、整った渦巻銀河ではなく小さく不規則な形をしていた
- こうした銀河は天の川銀河のようなより大きな銀河の構成要素であり、NGC 6822は地球から約160万光年離れている
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球状星団 NGC 6397
- Euclid’s view of globular cluster NGC 6397は、球状星団NGC 6397を捉えている
- NGC 6397は地球から約7800光年離れた、2番目に近い球状星団だ
- 球状星団は重力で束縛された数十万個の恒星の集まりだ
- 現在、Euclid以外に球状星団全体を一度に観測しながら、その内部の多数の恒星を見分けられる望遠鏡はない
- これらの淡い恒星は、天の川銀河の歴史や暗黒物質の位置を教えてくれる
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Horsehead Nebula
- Euclid’s view of the Horsehead Nebulaは、オリオン座にあるHorsehead Nebulaを広く詳細に示している
- Horsehead Nebulaは Barnard 33 としても知られている
- 科学者たちは、この星形成領域でこれまで見えていなかった淡い木星質量の惑星、若い褐色矮星、若い恒星を見つけられることを期待している
今後の科学的成果
- 最初の画像は、Euclidの望遠鏡と機器が非常によく機能していることを示している
- 天文学者たちはEuclidによって、宇宙の物質分布と最大スケールでの進化を研究できる
- これほどの品質で広い空の領域を何度も観測すれば、宇宙の暗く隠された部分を見ることができる
- 各画像には、近傍宇宙に関する多くの新しい情報が含まれている
- Euclid Consortiumの科学者たちは今後数か月にわたりこれらの画像を解析し、Euclidの科学目標と機器性能に関する論文とともに、Astronomy & Astrophysicsに一連の科学論文を発表する予定だ
- Euclidの画像は、暗黒物質と暗黒エネルギーを超えて、個々の恒星や銀河の物理に関する情報も提供する
定常観測とデータ公開
- Euclidは2023年7月1日17:12 CESTに、米フロリダ州 Cape Canaveral Space Force Station からSpaceX Falcon 9ロケットで打ち上げられ、Sun-Earth Lagrange point 2 に向かった
- 打ち上げ後の数か月間、科学者とエンジニアはEuclidの科学機器を集中的にテストし、較正した
- 現在チームは、2024年初頭の定常的な科学観測開始に先立ち、宇宙機の最終的な微調整を進めている
- 6年間にわたり、前例のない精度と感度で空の3分の1を調査する予定だ
- ミッションの進行に伴い、Euclidのデータは毎年公開され、スペインのESA European Space Astronomy CentreがホストするAstronomy Science Archivesを通じて世界中の科学界が利用できるようになる
ミッション構成
- EuclidはESAが構築・運用する欧州ミッションであり、NASAが貢献している
- Euclid Consortiumは、欧州13か国、米国、カナダ、日本の300機関に所属する2000人以上の科学者で構成されている
- このコンソーシアムは、科学機器の提供と科学データの分析を担当する
- ESAは衛星とサービスモジュール建設の主契約者としてThales Alenia Spaceを選定した
- Airbus Defence and Spaceは、望遠鏡を含むペイロードモジュールの開発を担当している
- NASAは Near-Infrared Spectrometer and Photometer、NISPの検出器を提供した
- EuclidはESAのCosmic Vision Programmeに属する中型ミッションだ
1件のコメント
Hacker Newsの意見
「この図は、EuclidのVIS装置に搭載された36個の検出器が同時に記録した空の画像の上に、月の画像を重ねて示している」
https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2023/11/Euclid_s_w...
クリックして見る価値あり
値札にゼロとカンマがいくつか余分に付けば助けになりそう
計画ではそのうち3分の1ほどを撮影することになっている
EuclidがWebbよりどんな利点を持つのか気になる
それにWebbなどがいるラグランジュ点は、もう少し混み合っている感じなのだろうか？
Euclidは暗黒物質研究のためのサーベイ望遠鏡なので、全方向の全天地図を作れるように広い視野角を持っている。JWSTは初期宇宙の調査により重点を置いており、より大きな主鏡でより多くの光を集め、その他の機能も多い
Euclidは主鏡がずっと小さく、分光能力もJWSTに比べて限定的。同じような付加機能がすべて必要なわけではないためだ。Webbほど遠赤外線領域もうまく観測できない
その代わり広い視野角と十分な光度・色・分光解像度を備えており、暗黒物質研究に必要な銀河の形状・位置・赤方偏移を測定するという本来の任務には適している
https://www.nasa.gov/missions/roman-space-telescope/nasas-ro...
また来年には、地上ベースの全天サーベイ望遠鏡であるVera Rubin Observatoryも予定されている。この望遠鏡は膨大な量のデータを生み出し、空の天体が時間とともに明るさや位置を変えたかどうかをデータ処理で検出し、科学者や関心のある人に通知を送る点が興味深い
https://www.lsst.org/
Euclidは広角で、可視光と赤外線の機能をどちらも備えている
だから同じ構造や天体を観測しても、ミッションは重ならない
そして宇宙は非常に大きい。L2軌道は巨大で、探査機はそれに比べればごく小さいため、どんな意味でもほとんど混み合っているとは言いにくい
以前のコメントを貼ると: https://news.ycombinator.com/item?id=36558940
Euclidは深宇宙サーベイ宇宙望遠鏡。多くの宇宙望遠鏡と同様、地上望遠鏡ではアクセスできない赤外線帯域まで見るために、低温（-140C）で運用されるよう設計されている。全天サーベイ用の機器なのでWebbより視野角が広く、0.5平方度対0.0025平方度となる
ESAのGaia位置天文学宇宙望遠鏡の後継的存在でもある。Gaiaは全天を見かけ等級20、320–1000 nmの光で調査し、Euclidは天の川に遮られない空の15,000平方度を見かけ等級24.5、550-2000 nmの光で調べる。より暗く、より赤方偏移した天体を見るということだ。面白いのは、GaiaとEuclidはいずれも光学ベンチや鏡を含め大部分が炭化ケイ素で作られており、これはESAの得意技のようになっている点
別の比較として、最初のSloan全天サーベイはEuclidよりはるかに大きい2.5mの地上望遠鏡を使い、5年間で8,000平方度を見かけ等級22.2、893 nmまでしか撮影しなかった。やはりEuclidは、より暗く、より赤方偏移した天体を見ることができる
今回の報道写真は、星雲や近傍銀河のような大きく興味深い天体だ。ところが面白いことに、Euclidのミッションではこうしたものは障害物になる。実際に捉えるべき背景のかすかな斑点を遮ってしまうからだ。撮ろうとしている山の前を雲が通るようなもの。これらを撮影するには、1,000光年離れた場所に別の望遠鏡を送るか、太陽が天の川の軌道に沿って移動し、それらがどくまでさらに数千年待つ必要がある
安定性のため、宇宙機はL2の中心に静止しているのではなく、その周囲を公転している。JWSTの軌道図式はここにある: https://i.stack.imgur.com/sBH2i.png 長軸が160万kmの曲がった楕円で、月の軌道よりかなり大きい。その軌道に望遠鏡300万台を置いても、それぞれ1kmずつ離れていられる
最初は「この画像、ノイズがひどすぎる」と言おうとしたが、点が実は全部星だと知って驚いた
Perseus 銀河団の画像は、いつ見ても圧倒される。地球は巨大な渦巻銀河の中の一つの太陽系にある小さな点にすぎず、この一枚の画像の中にも何十もの銀河がある
「大きな数を使わずに宇宙を語るのは難しい。私はテレビシリーズ『Cosmos』で『billion』という言葉を何度も言った。このシリーズは非常に多くの人に見られた。だが私は『billions and billions』と言ったことはない。まず、あまりにも不正確だ。『billions and billions』とは何十億なのか？数十億？200億？1,000億？『Billions and billions』はかなり曖昧だ。シリーズを再構成して更新したときに確認したが、やはり私はそんなことを言っていなかった」
― Carl Sagan, Billions & Billions: Thoughts on Life & Death at the Brink of the Millennium
こういうデータセットで参加できる市民科学のようなものはあるのだろうか？ Euclid の Perseus 銀河団ビューを拡大してみると、かなり奇妙なものが見える :-)
すべての画像を整列させると、彗星だけが動く物体として残るので、この方法で多くの彗星が発見されてきた。彗星である必要はなく、小惑星や Planet X もこうして見つけられる。調査中に点の向きや速度が変わったら、宇宙人かもしれない!!!!
面白いのは、あるグループが望遠鏡の観測時間を割り当てられると、普通は特定の目的があり、画像は最初にその目的に合わせて研究されるという点だ。本来の意図を超えた宝物がその画像の中にさらにあるかもしれず、もっと長く眺めたり、他の画像やコレクションと組み合わせたりして初めて見えてくることもある
関心に応じて、同じ天体を撮った考え得るあらゆる望遠鏡の画像を探して面白い作業をすることもできるし、一つの望遠鏡の時系列画像を探して何かを浮かび上がらせることもできる
https://news.ycombinator.com/item?id=38177815
「天文学者たちは、Perseus のような銀河団は、宇宙に暗黒物質がある場合にのみ形成され得ることを示した」
Euclid についてどう考えているのか教えてくれる MOND 側の人はいる？ ちゃんと理解できるほどの背景知識はないけれど、ここで MOND の推測を読むのはいつも面白い
…いちばん小さな点でさえ巨大だ…
Perseus 銀河団には何千もの銀河がある。その写真の中の小さなもの一つ一つが、理解不能なほど大きい
Euclid の明示された目的、つまり「暗黒物質と暗黒エネルギーが今日の宇宙の姿をどのように作ったのかを調べる」と、ここにある画像がどうつながるのかよく分からない
ここで示されたデータは、データ内に存在しない暗黒物質・暗黒エネルギーの調査にどう役立つのだろう？
可視光の装置で弱い重力レンズ効果を利用する。この装置は赤外線装置より解像度が高いため、銀河の形を非常に精密に測定し、暗黒物質と直接観測できる通常の物質による弱いレンズ効果が生む形状のゆがみを統計的に研究できる
近赤外線の装置では、銀河のクラスタリングを利用して銀河までの距離を赤方偏移から計算し、銀河の3次元分布を地図化してシミュレーションなどと比較できる。このページには、複数のサーベイとシミュレーションを示す良い図もある: https://www.euclid-ec.org/euclid-core-science
ブログにもさらに多くの情報がある: https://www.euclid-ec.org/blog
ここにある画像は単なるファーストライト画像だ。馬頭星雲や球状星団が Euclid の中核的な科学ミッションに含まれるとは考えにくい。実際の中核科学を行うには、今後数年にわたってさらに多くの画像とスペクトルを撮影する必要があり、はるかに多くのデータが必要になる
紫色の点はなぜこんなに多く、なぜ全部同じ大きさなのか？
ここまで来ると、あの外には別の文明があると考えるべきではないだろうか？ 恒星系があまりに多く、私たちだけが唯一だとは考えにくい
たとえば、人間の神経刺激に相当するものが何分も何日もかけて空っぽの宇宙を横切るような、惑星間スケールの生命体やボルツマン脳のようなものはどうだろう？
暗黒物質ベースの生命はどうだろう？ 暗黒物質が宇宙の95%を占めるなら、暗黒物質ベースのまったく別の物理・生命・技術がありうるのではないか。知的な暗黒物質存在たちが、奇妙に振動する電場や磁場と相互作用する宇宙の謎めいた5%について推測しているのかもしれない
可能性が低いことは分かっているし、標本サイズが n=1 である以上、有機生命体についてしか確信できず、似た生命を探すのが最善だということも分かっている。それでも数千年、あるいは数百万年後に別の種類の生命を発見したら、生命は可能なあらゆる形で存在するのだと誰にとっても当然になり、炭素だけが自己複製し思考できると信じていた21世紀の人々を笑うようになる、と想像するのは楽しい
知的生命？ おそらく存在する。生命があるなら、何らかの割合で生まれるはずだ
双方が正しい地点を見れば理論上互いに通信できるほど宇宙探査に熟達した知的生命？ それはあまり確信できない。標本サイズ1では語れない
旅に何世代もかからず、実際に物理的接触ができるほど近い宇宙航行可能な文明？ 可能性は低い
最終的に宇宙は目的を持つ物質で満たされると予想される
だから、そう、生命はあの外にあるはずだ。だがその「外」は、とてつもなく遠いかもしれない。数百万光年離れているかもしれない。言い換えれば、数十億の銀河と、それぞれの銀河に数十億の星がある宇宙でさえ、生命はそれほど一般的ではない可能性が高い。H/He ではない元素に出会うこと自体が普通に発見と言えそうだし、周期表でさらに後ろの、私たちのような生命に必要な元素ならなおさらそうだ
もちろん、私たちには分からないことが多すぎる。暗黒物質もそうだし、反陽子/反電子/反中性子/* のようなものもある。もしかすると、反炭素のような反物質ベースの生命がいるかもしれない。彼らと出くわしても、良いことにはならないだろう。炭素ベースの身体と反炭素ベースの身体が接触すれば、崩壊して莫大なエネルギーを放出するはずだから