編集者のメモ—科学ジャーナリストで作家のBruce Dormineyは、NASAの2人の科学者に、外惑星ミッションのために宇宙船に望遠鏡を取り付ける可能性について話しました。
太陽の近くの輝きと、小惑星帯にほこりがたまっているほこりからのかすんでいる黄道帯の輝きの両方からの、私たちの内部の太陽系における光害は、初期宇宙へのより明確な見方を探している長い間、宇宙論者を悩ませてきました。
しかし、NASA、JPL、Caltechのチームは、外部の太陽系へのミッションで光学望遠鏡を調査宇宙船につなぐ可能性を調査しています。
私たちの内部の太陽系の汚染された紫のもやの回避
このアイデアは、巡航段階で光学望遠鏡を使用して、銀河系外の背景光をより適切に処理することです。つまり、宇宙のすべての光源からの光学的背景光を組み合わせたものです。彼らは、木星の軌道の距離について、約5天文単位（AU）でキックする望遠鏡の有用性を想定しています。その後、チームはデータを地上の観測と相関させたいと考えています。
1つの目標は、初期宇宙の再イオン化の時代に光を当てることです。再イオン化とは、宇宙の最初の星からの紫外線（UV）放射が銀河間媒質（IGM）を電離し、IGMの気体の原子または分子から電子を取り除く時間を指します。この再イオン化の期間は、ビッグバンから4億5000万年前に起こったと考えられています。
ZEBRA、黄道帯ダスト、銀河系外背景および再イオン化装置は、3つの光学/近赤外線機器で構成される4000万ドルの望遠鏡を必要とするNASA JPLコンセプトです。 3 cmの広視野マッパーと15 cmの高解像度イメージャーで構成されています。しかし、NASAはそのミッションの1つにZEBRAの提案をまだ選択していません。
しかし、さらに学ぶために、NASA JPLとCaltechの両方のZEBRAコンセプトリーダーであり、宇宙論学者のジェイミーボックと天文学者のチャールズベイチマンと話をしました。
ドーミニー：黄道光とは何ですか？
Beichman： これは、太陽によって加熱され、自ら放射しているために放出されるダスト粒子から、私たち自身の太陽系の拡散光の明るい光源です。
または日光を反射します。非常に澄んだ暗い月のない光で出かけると、このほこりからこの光の帯を見ることができます。黄道面に沿っています。そのほこりは主に、いくつかの大きな衝突の後に小さな粒子に粉砕される小惑星帯の材料から発生します。
ドーミニー：この黄道帯の塵を乗り越えることは、観察にとって何を意味しますか？
Beichman： ロサンゼルスの盆地に座っていると想像してみてください。このスモッグとヘイズがすべてあり、パームスプリングスの空気の透明度を測定したいとします。あちこちのヘイズをすべて差し引く必要があります。正確に行う方法はありません。スモッグから抜け出すには、洗面器から車を運転する必要があります。
ドーミニー：これは、この銀河系外の背景を研究するのにどのように役立ちますか？
ボック： 銀河系外背景光（EBL）は、銀河の外から来る光の総エネルギー密度を測定します。この光は、宇宙の時間の歴史の中で、星や銀河、および他のあらゆる源によって生成されたエネルギーの合計を示します。全体のバックグラウンドを使用して、銀河の形成履歴を正しく理解しているかどうかを確認できます。最初の星からの背景光の成分は、近赤外でピークを示す明確なスペクトルを持っていると予想されます。これにより、最初の星が形成されたときのエポックの明るさと長さがわかります。残念ながら、黄道の光はこの背景よりもはるかに明るいです。しかし、木星の軌道に行くと、黄道の光は地球の30倍も暗くなり、土星の軌道では100倍も暗くなります。
ドーミニー：NASAの任務にヒッチハイクする必要がありますか、それとも、ESAなどの別の宇宙機関とのパートナーシップでしょうか？
ボック： NASAの惑星ミッションと提携して、最も安価な増分コストアプローチを模索しています。しかし、別の宇宙機関と提携することもできます。欧州木星アイシームーンエクスプローラー（旧称JGO）は、2020年初頭に次のLクラスミッションの打ち上げに向けて競い合っており、貢献された巡航段階の科学機器として魅力的な可能性があります。それぞれのアプローチには、異なるコストとパートナーシップ環境が伴います。
ドーミニー：EBL望遠鏡が黄道塵を乗り越えるための主要な推進力はありますか、それとも5 AUは、大きさの失神を達成するという点で観察上の利点を提供しますか？
ボック： [暗い太陽系]の背景のため、観測上の利点があります。このような小さな望遠鏡では、この利点を利用しようとはしていませんが、将来の観測所では利用できます。木星以降の黄道帯の明るさを測定します。これは、将来、太陽系外の望遠鏡による天文観測の動機になるかもしれません。
ドーミニー：どのようなデータダウンリンクの課題に遭遇しますか？
ボック： 私たちの画像は中程度の空間解像度で長い[観測]統合によって取得されるため、データ要件はおそらく最初に予想されるよりも小さいでしょう。私たちが詳細に調査した惑星の提案では、総データ量は230ギガバイトで、このデータの約65％が木星から土星に返されました。望遠鏡のポインティングは自律的に動作します。
ドーミニー：木星からの放射が望遠鏡の光学系とCCDカメラに干渉するのはどうですか？
Beichman： 木星の近くにいる間は、EBL観測を停止します。放射線の問題は重大なので、木星を通過する前と後にのみ観測を行います。
ドーミニー：NASAが計画しているジェームズウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）がしなかったとしたら、あなたの計器は何をしますか？
ボック： JWSTは、最も明るい最初の銀河を検出する可能性が高く、銀河がどのように形成されたかに応じて、多くのかすかな銀河の寄与により、全放射のほとんどを逃します。銀河系外のバックグラウンドを測定すると、すべての銀河からの総放射が得られ、総エネルギーが得られます。さらに、大型の望遠鏡は必要ありません。 15cmで十分です。
ドーミニー：望遠鏡による惑星科学はどうですか？
ボック： 当社の機器は、低表面輝度測定を専門としています。黄道帯のダストクラウドを内部から外部の太陽系にマッピングするために、特定の設計を選択しました。 3次元ビューでは、星間塵の起源を彗星や小惑星の衝突までたどることができます。ネプチューンの軌道を越えたカイパーベルトの物体が存在することはわかっています。また、塵に関連する塵が存在する可能性があります。
ドーミニー：この望遠鏡はどのくらい機能しますか？
ボック： 主要な観測が完了した後、元のチームまたは外部の当事者が望遠鏡の操作を提案できる可能性は確かにあります。エキサイティングな科学の例の1つは、視差マイクロレンズ観察です。地球と土星の間の視差を使用して、マイクロレンズ現象を生成する星を周回する太陽系外惑星の影響を研究する観測。他の科学の機会には、近赤外線のカイパーベルトの地図が含まれます。カイパーベルトオブジェクトによる恒星食。他の調査と比較するために、より多くのEBLフィールドをマッピングします。
ドーミニー： 望遠鏡の最初の観測は、理論的な宇宙論をどのように揺さぶるか？
Beichman： 以前よりも100倍も優れた測定を行うと、常に驚きを覚えます。
