NASAはジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）の初期の撮影ターゲットとして予告していた、「南のリング星雲」「WASP-96 b」「ステファンの五つ子銀河」「イータカリーナ星雲 NGC 3324」を撮影した画像をそれぞれ公開した。それぞれが、我々がこれまでに見たことのない新たな宇宙の姿を写し出してくれた素晴らしい物となっている。
南のリング星雲（NGC 3132）
南のリング星雲、別名NGC 3132は、約2,500光年離れた場所にあり、ほ座を構成する天体の一つだ。ここで見られるのは、南天に輝く環状星雲の壮大な死の様子だ。画像で見られる明るい雲のような物は死にゆく星から噴出するガスなのだ。
中心には2つの星が見られる。暗い方は白色矮星で、太陽の8倍もの質量をもつ恒星の核が崩壊してできたものだ。寿命が尽きて外層が吹き飛ばされ、核が崩壊して太陽の1.4倍の質量を持つ超高密度が、地球と同じ大きさの天体に詰め込まれている。現在も光っているが、これは余熱によるものだ。何十億年もかけて冷えていき、暗くて死んだような天体になるのだ。
JWSTは、この星が塵にまみれていることを初めて明らかにしている。明るいほうの星は進化の初期段階にあり、いつか爆発して自分自身が星雲になるだろう。
左側の画像は、JWSTの近赤外線カメラ (NIRCam) によって、新しく形成された膨張ガスからオレンジ色の泡状の水素と、死んだ星の熱せられたコアから出る高温の電離ガスの青い煙が見えている。
右は、JWSTの中間赤外線カメラ（MIRI）が捉えた画像で、青い炭化水素が水素の塵の輪の表面に集まり、先の画像のオレンジ色と同じような模様を形成している。
この画像から、薄暗い星が塵に囲まれていることが初めてわかった。
「Webbによって、天文学者はこのような惑星状星雲について、より詳細に調べることができます。どのような分子が存在し、ガスやダストの殻のどこにあるのかを理解することは、研究者がこれらの天体についての知識を深めるのに役立ちます。」と NASA は説明している。
比較として、1998年にハッブル宇宙望遠鏡が撮影した画像を掲載しよう。JWSTがいかに進化しているかが一目で分かるだろう。
WASP-96b
JWSTの観測対象のひとつである太陽系外惑星WASP-96bは、恒星に非常に近く、地球日周3.5周分しかない高温の膨張した世界です。この惑星は、1141光年の距離にある太陽のような恒星の周りを回っている。
WASP-96bの質量は木星の半分以下、直径は1.2倍で、太陽系にあるどの巨大ガス惑星よりもはるかに膨らんでおり、温度も摂氏538度以上と非常に高温だ。
JWSTがこの太陽系外惑星の大気中に雲や霞を発見し、「水の明確な特徴」をとらえたとのことで、これは非常に興味深い事実だろう。
太陽系外惑星が私たちと恒星の間を通過するとき（トランジットと呼ばれる）、恒星の光のごく一部が、恒星の大気を通過するはずだ（恒星に大気がある場合）。その光のスペクトルから、大気中の元素に吸収されたり再放出されたりして明るくなった波長と暗くなった波長を探すことができる。これにより、その元素が何であるかがわかるのだ。
6月21日の6.4時間、特定の色の光の輝度がわずかに減少する様子を観測することで、惑星周辺の特定のガス分子の存在を明らかにすることができた。これは、これまでで最も詳細な太陽系外惑星の大気の観測となる。
興味深いのは、これまでの観測で、WASP-96bには雲がなく、澄んだ大気であることが推測されていた。そのため、今回の観測は非常に驚くべき結果だ。この奇妙な太陽系外惑星について、我々はこれから更に多くのことを知っていくことだろう。
ステファンの五つ子銀河
ステファンの五つ子銀河は、衝突や新しい星の誕生など、活発な活動の様子が見られる銀河だ。（上の画像の赤い部分）。
今回 JWST が撮影した「ステファンの五つ子銀河」の画像は、地球から見た月の直径の5分の1の面積を占め、1億5000万画素以上という途方もない巨大さだ。この画像は、約1,000個の画像ファイルから構成されており、このような劇的な銀河の相互作用が銀河の進化をどのように形成しているかを理解するのに役立っている。
この画像の一番上にある銀河 NGC 7319 で、科学者たちは巨大なブラックホールのまわりで物質が渦を巻いている兆候を確認した。ブラックホールが飲み込んでいる物質の光エネルギーは、太陽の400億倍にもなる。
左のNGC 7320は4000万光年の距離にあり、他の銀河は約2億9000万光年離れている。
2009年にハッブル望遠鏡で「ステファンの五つ子銀河」を撮影した画像を掲載するので、比較してみて欲しい。
イータカリーナ星雲 NGC 3324
NGC 3324は、イータカリーナ星雲（NGC 3372）の北西、地球から9,100光年（2,800パーセク）の距離にある 、りゅうこつ座南部の散開星団だ。この驚くべき画像は、NGC 3324 の端を撮影した物となる。
JWST の赤外線画像は、驚くほど詳細で、奥行きや質感が感じられ、多くの不思議な新構造を発見することができている。
この画像で最も高い山は「宇宙の崖」と呼ばれ、7光年もの高さがあり、強い放射線によって青い電離ガスが蒸発した状態になっている。
この頂上では、生まれたばかりの星が爆発的に生まれ、その星風がオレンジ色のガスを押し流し、それがまた新しい星を発火させたり、星が作られる前に消滅させたりしているのだ。
この画像で見られるように、地球も、同じ星の材料で構成されている。
参考に、ハッブル宇宙望遠鏡で同じ領域を撮影した画像を掲載しておく。JWSTの性能が良く分かるのではないだろうか。
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