ライオン星雲をウェッブが撮影

ジェイムス・ウェッブ宇宙望遠鏡がNGC 2392（ライオン星雲）を赤外線で観測し、従来のハッブル宇宙望遠鏡では見ることのできなかった塵の細部構造を明らかにした。赤外線観測の高い解像度により、星雲内部の複雑な物質分布が初めて詳細に映し出されたのである。

ハッブル宇宙望遠鏡は2000年に可視光によってライオン星雲を観測し、ライオンの顔のような形状と「たてがみ」に相当するぼんやりとした物質を確認していた。今回、ウェッブが赤外線領域で同じ対象を観測したことで、より高い解像度での詳細な構造が浮かび上がった。可視光観測では厚い塵に遮られて見えない領域も、赤外線は透過することができる。このため、コンパクトな塵の塊やイオン化ガスのもやといった、星雲の内部構造が鮮明に捉えられた。この星雲が現在の形状に到達するまでに数千年を要し、その構成要素は今なお変化を続けているという事実は、宇宙における物質の長いスケールでの進化を示唆している。

ライオン星雲の特異な外観と常なる変化を生み出す中心にあるのが、死にかけた星の残骸である白色矮星だ。白色矮星から放出されるエネルギーが、観測される複雑な構造全体を駆動している。白色矮星を取り巻くイオン化ガスの泡は時間とともに膨張し、その先の塵を破壊していく。一方、ライオンの「たてがみ」と見える紫青色の環は、じつは塵の殻の内部であり、中心の白色矮星に照らされている。この毛束のような見え方をしている物質は、彗星の尾に似たコンパクトな塵の塊であり、白色矮星の激しい放射に耐えて生き残り、その背後の物質を保護する役割を担っている。星雲の環や殻から成る複雑な構造がなぜ形成されるのかについては、惑星状星雲における一般的な現象ではあるものの、そのメカニズムは現在も研究が続いている。

ウェッブの画像は、この星雲のある瞬間を時間の中で「凍結」させたものだが、星の死とそれに伴う劇的な変化は進み続けている。NGC 2392は今後も、ガスと塵が恒星中心核から離れていくにつれて変化し続けるだろう。天文学者の推定によれば、ライオンは約10,000年後にはおおむね散逸するという。これは天文学的尺度ではきわめて短い期間である。こうした赤外線観測技術の進展は、将来の宇宙探査ミッションで求められる観測機器の発展を牽引している。ウェッブの観測能力の向上は、宇宙望遠鏡や探査機に搭載されるセンサー、光学部品、検出器といった要素技術の高度化を促す。日本の部品メーカーや素材メーカーも、赤外線検出器の感度向上や極低温環境での材料耐性の向上といった分野で、将来の宇宙機器供給における競争力を確保するため、こうした観測成果が示唆する技術課題を認識することが重要である。

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