ベラ・C・ルービン天文台、史上最大の宇宙タイムラプス観測を開始
注目画像： 天の川の下、チリのセロ・パチョンにあるベラ・C・ルービン天文台；クレジット：Rubin Observatory/NOIRLab/NSF/AURA
チリ北部のベラ・C・ルービン天文台が、レガシー・サーベイ・オブ・スペース・アンド・タイム（LSST）を正式に開始した。これは、世界最大のデジタルカメラを使用して、見える南天全体を3夜ごとに10年間撮影するプロジェクトである。6月30日に開始されたこのサーベイは、前例のない深度とスケールの32億ピクセルの宇宙タイムラプスムービーを生み出す。
「この瞬間は、天文学の新時代を示しています。LSSTがもたらすデータ量と品質だけでなく、天文学の研究が行われる方法においてもそうです」とデューク大学のアルン・カンナワディ・ジャヤラマン氏は述べた。
天文台のセロ・パチョン（標高8,684フィート）にある8.4メートルのシモニー・サーベイ望遠鏡には、SLAC国立加速器研究所で製造された32億メガピクセルのカメラが搭載されている。各露出は9.6平方度の空を捉え、満月の約45倍の面積に相当する。10年間で、アクセス可能な空のすべての領域が約800回観測され、毎晩10〜20テラバイトのデータと、60秒以内に世界中に送信される最大1,000万件の時系列警報を生成する。
「LSSTは個々のスナップショットではなく、天体のムービーを提供し、同じ空の領域を何年にもわたって繰り返し観測します」と、天文台のサーベイ責任者であるジェリコ・イヴェジッチ氏は述べた。「それは素晴らしい気持ちです。私は20年以上これに取り組んできました。自分の子供の誕生を思い出させてくれました。」
紫外線から近赤外線までをカバーする6つのカラーフィルター（u、g、r、i、z、y）により、サーベイは各天体のスペクトルエネルギー分布を詳細に把握できる。ロボット式自動チェンジャーは2分足らずでフィルターを交換し、急速に変化するイベントを捉えるのに十分な観測周期を維持する。
5つの科学の柱
LSSTは5つのコアサイエンス分野を中心に構成されている。ダークエネルギーとダークマターが主要な原動力である。数十億の銀河にわたる弱い重力レンズ効果を測定することで、ルービンはダークマターの3次元分布をマッピングし、5〜7年以内に、ダークエネルギーが実際の現象であるのか、重力の誤解であるのかを区別できる可能性がある。この結果は、サーベイの最も基本的な遺産となる可能性がある。
惑星防衛に関しては、ルービンは数万個の新しい地球近傍小惑星（潜在的に危険な天体を含む）と、これまでに検出されたわずか3個から増えて、数十個の恒星間天体を検出することが期待されている。サーベイはまた、太陽系外縁部に仮説上の惑星Xを探索する。
時系列天文学は前例のない後押しを受ける。毎晩の警報ストリームは、超新星、ガンマ線バースト、潮汐破壊現象、そして誰も予測していなかったまったく新しいタイプの宇宙爆発を捉える。専用のAI搭載「ブローカー」プラットフォームが、データの奔流を分類し、世界中の科学者や市民天文学者に配信する。
サーベイは、天の川の構造と恒星の集団を exquisite な詳細でマッピングし、銀河の形成史の手がかりとなる微弱な潮汐ストリームや低表面輝度の特徴を検出する。深掘りフィールドは選択された領域で超深宇宙観測を提供し、ターゲット・オブ・オポチュニティモードは中性子星合体や重力波源などのマルチメッセンジャーイベントの迅速な追跡観測を可能にする。
データの課題
天文台は重大な運用上の課題に直面している。すでに15,000基以上の衛星が天文画像に筋を引き、増大するメガコンステレーションの数はサーベイのデータ品質を脅かしている。地上の天文学者たちは、衛星の数が10万基を超えると、地上光学天文学が深刻に損なわれる可能性があると警告している。
それでも、コミュニティは準備を進めている。複数の機械学習ブローカープラットフォームが、実際の天体物理学的突発現象を衛星アーティファクトや検出器ノイズから分離するために整っている。「50人の異なる天文学者に話を聞けば、彼らが何を楽しみにしているかについて50の異なる答えが得られるでしょう」とカリフォルニア工科大学の天文学者マイク・ブラウン氏は述べ、LSSTが解き放つ科学の幅広さを反映している。
8億ドルの天文台は、米国国立科学財団とエネルギー省が共同で資金提供している。2003年頃に初めて構想され、2010年の天体物理学的10年計画で最優先の地上施設に選ばれたルービンは、20年以上にわたる開発の集大成である。
雅子 訳