NASAのニューホライズンズ探査機が再び歴史を作る準備を整える

太陽系のはるか遠くの冷たく暗い端、岩石の内惑星や巨大ガス惑星を越え、冥王星よりも 10 億マイルも離れたところに、非常に神秘的で、科学者たちがまだそれが 1 つの世界なのか 2 つの世界なのか完全には確信していない小さな凍った世界が漂っています。

天文学者たちはこれを「ウルティマ・トゥーレ」と呼んでいます。これは「既知の世界の彼方」を意味する古い地図用語です。その名前は、太陽系の未踏の「第三の領域」であるカイパーベルトに位置し、数百万もの小さな氷の天体が存在していることに由来しています。

カイパーベルト天体は数多く存在しますが、これまで間近で観測されたことはありません。数十年前に第三層を通過したNASAの2機のボイジャー探査機は、適切な機器を搭載していれば、その姿を垣間見ることができたかもしれません。ただし、当時カイパーベルトはまだ発見されていませんでした。大晦日、NASAは初めて、この謎めいた宇宙の岩石の一つに対面する機会を得ることになります。

太平洋標準時午後9時33分、東海岸の午前0時33分に、NASAの探査機ニューホライズンズがウルティマ・トゥーレに接近し、宇宙船が訪れた天体の中で最も遠い天体となる。

天文学者たちは、自分たちを待ち受けるものが何なのか、ほとんど見当もつかない。「どんな姿になるのか？誰も知りません。何でできているのか？誰も知りません。環はあるのか？衛星は？大気はあるのか？誰も知りません。でも、数日後にはそのプレゼントを開けて、箱の中を見て、その答えを見つけるのです」と、ミッションの主任研究者であるアラン・スターンは語る。

ニューホライズンズは、この地点に到達するまでに13年を費やし、40億マイル（約64億キロメートル）を旅してきました。探査機の状態は良好のようです。ミッション計画担当者は今月初め、時速31,000マイル（約48,000キロメートル）を超える速度で接近するニューホライズンズにとって、衛星のような大きな物体や塵のような小さな物体が脅威となる可能性は低いと判断し、ウルティマ・トゥーレから2,200マイル（約3500キロメートル）以内を通過することを確認しました。（「これほどの速度で移動している場合、米粒大の物体に衝突しただけでも探査機が破壊される可能性があります」と、ミッションのプロジェクト科学者であるハル・ウィーバー氏は述べています。）

ニューホライズンズの軌道は、2015年夏に冥王星を通過した時の3倍、ウルティマ・トゥーレに近づくことになる。当時ニューホライズンズが送信した写真は、冥王星だけでなく太陽系外縁部全体でも、これまでで最も詳細なものだった。ニューホライズンズがウルティマ・トゥーレから収集する画像は、冥王星への接近により、さらに詳細なものとなり、宇宙の10億マイルも深くからのものとなる。「冥王星は我々を圧倒したが、今我々ははるかに野性的で予測不可能な世界に向かっている」とスターンは語る。

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スターン氏と彼のチームは、2014年にハッブル宇宙望遠鏡を使ってこの天体を発見しました。ニューホライズンズが冥王星に短時間接近した後、探査機が訪れる可能性のある場所を探していた時のことです。最初の画像では、ウルティマは静止した星々を背景に、数分ごとに移動するピクセルの塊に過ぎませんでした。

ニューホライズンズの長距離偵察画像装置（LRI）が捉えた最近の画像では、この天体は依然として、はるかに明るい点の海に浮かぶ小さな点に過ぎない。「探そうとすると、まるで画像全体に星が吐き出されたように見えます」と、12月の大半をウルティマ・トゥーレの位置と明るさの測定に費やした惑星科学者アマンダ・ザンガリ氏は語る。「この厄介な天体を見るだけでも、複数の画像を重ね合わせ、それらの間の歪みを補正し、星の部分を差し引く必要があります。」冥王星の直径の100分の1、明るさの1万分の1しかないウルティマ・トゥーレは、かつての惑星よりも見つけにくい探査対象となっている。

研究チームは観測を通じて、トゥーレ（正式名称は2014 MU69）が互いに近距離で周回する2つの別々の天体、あるいは互いに重力で接近し合体して天文学者が接触連星と呼ぶものの2つの塊を形成した2つの天体のいずれかであると結論付けました。いずれにせよ、データはウルティマの直径が20マイル以下で、赤みがかった土のように暗く、ニューホライズンズの燃料補給範囲内にあることを示唆しています。

おそらく、この星は極めて古いものです。だからこそ、天文学者たちは間近で研究することに非常に熱心です。

ウルティマ・トゥーレのようなカイパーベルト天体は、太陽系形成の残骸、つまり約46億年前に惑星が誕生した後に残った宇宙の残骸であると考えられています。そのため、天文学者にとって魅力的な目的地となっています。これらの天体の多くは単に古いだけでなく、絶対零度に近い温度によって完全に保存されていると天文学者は考えています。（ウルティマ・トゥーレは太陽の温かい光線から非常に遠く離れているため、その表面を観測すると、地球から見た木星と同じくらいの大きさに見えます。）NASAは、この天体を訪れ、特徴を地図化し、その組成を調査し、大気（もし存在する場合）を検出し、衛星や環を探す計画ですが、これは単なるフライバイミッションではありません。宇宙規模で重要な考古学的な探検なのです。

ニューホライズンズは、2015年に冥王星系の調査に使用したのと同じ一連の観測機器を用いてウルティマの探査を行います。3台の光学機器が、天体のカラー画像と白黒画像を撮影し、その組成と地形をマッピングし、表面から放出されるガスを探査します。また、2台の分光計がウルティマ・トゥーレ周辺の荷電粒子を探査します。電波科学機器は表面温度を測定し、ダストカウンターは惑星間デブリの粒子を検出します。ピアノほどの大きさのこの探査機は、搭載重量が最大で1,000ポンド（約450kg）を超え、機器の駆動に必要な電力は100ワットの電球2個分以下です。

大晦日のフライバイの後、ニューホライズンズはカイパーベルトを抜ける軌道を進み続ける。しかし、第3ゾーンは広大だ。秒速約14キロメートルで移動しても、探査機がそこを通過して星間空間に入るまでには10年かかる。スターンと彼の同僚たちは、その時間を活用して、もう一つのターゲットを探索する予定だ。それはウルティマ・トゥーレよりも太陽からさらに遠く、おそらくさらに謎に包まれているかもしれない。ニューホライズンズチームにとって、それは魅力的な展望だ。「何も知らない場所を訪れること。これこそが探査の真髄です」とウィーバーは言う。

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