アルマ望遠鏡が初期観測から10年

【2021年9月30日 星ナビ編集部】

解説：平松正顕

（「星ナビ」2021年9月号「ALMA 魂の10年」より抜粋）

アルマ望遠鏡は、66台のパラボラアンテナからなる巨大なシステムだ。そんなアルマ望遠鏡があるのは、チリ北部、世界で最も乾燥するといわれる標高5000mのアタカマ砂漠。天体から届く微弱なミリ波・サブミリ波を受信するのに適した土地だ。東アジア地域と北米、欧州の21か国・地域が設置国のチリと協力して運用する国際プロジェクトとして、人類に新たな知見をもたらし続けてくれている。

濃紺の空とモリタアレイのアンテナたち（© X-CAM / ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)）

アルマ望遠鏡が観測するのは、宇宙の様々な天体から発せられるミリ波・サブミリ波である。星や惑星の材料である星間物質や星間塵のほか、高温のプラズマガスもアルマ望遠鏡のターゲットだ。さらに、太陽の彩層や超巨大ブラックホールを取り囲む超高温のガスからもミリ波・サブミリ波は放出されている。

「アルマ望遠鏡最初の10年で最も研究が進展した分野は？」と問われたら、「惑星形成の研究」と答える研究者は多いだろう。中でも2014年に発表した「おうし座HL星の原始惑星系円盤」の画像は、惑星形成の研究を大いに刺激したと同時に、アルマ望遠鏡を代表する成果となった。

人々の興味をつかんで離さないブラックホールの研究でも、アルマ望遠鏡は活躍している。その代表は、楕円銀河「M87の中心に存在する超巨大ブラックホールの撮影」である。この観測を行ったのは、地球上の6局8台の電波望遠鏡を結合して観測を行うイベント・ホライズン・テレスコープ（EHT）。アルマ望遠鏡は、直径9000kmという地球サイズの望遠鏡ネットワークの中で最も高い感度を持つ望遠鏡として、要の役割を果たした。

（左）おうし座HL星の原子惑星系円盤（© ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)）／（右）史上初のブラックホール撮影（© EHT Collaboration）

アルマ望遠鏡はこの10年間で天文学を大きく変えた。では、アルマ望遠鏡が今後解くべき課題は残されていないのか？答えはもちろん否。高性能な望遠鏡が観測を始めると、謎が解けるの同時に新たな謎が生まれるのが常である。

こうした新しい謎に挑むには、アルマ望遠鏡自身もアップグレードが必要だ。それに伴い、日本国内での装置開発やアルマ望遠鏡の共同運用を継続する「アルマ2」計画が2023年からスタートする。

2030年代になれば、建設開始がつい先日承認された巨大な低周波電波干渉計Square Kilometer Array（SKA）の観測も始まっていることだろう。さらに、SKAとアルマ望遠鏡の間の周波数を主に観測する電波干渉計ngVLAも2030年代中ごろの観測開始を目指している。パワーアップしたアルマ望遠鏡とngVLA、SKAを組み合わせる電波観測の新たな黄金時代が、およそ10年先には待っている。それまでに、アルマ望遠鏡はどんな謎を解き明かし、どんな謎を生み出しているだろうか。アルマ望遠鏡最初の10年と同じかそれ以上に衝撃的な宇宙の姿を見せてくれることを、ぜひご期待いただきたい。

天の川のアーチとアルマ望遠鏡（© A. Duro/ESO）

星ナビ9月号では、アルマ望遠鏡の初期観測開始から10年を記念した特集記事「ALMA 魂の10年」を掲載しています。10年間の進化や代表的な成果など、アルマ望遠鏡の歩みを振り返ります。

星ナビ9月号特集記事「ALMA 魂の10年」