ハーシェル宇宙望遠鏡（Herschel）：ESAの赤外線・サブミリ波観測衛星の概要

ハーシェル宇宙望遠鏡（ESA）｜3.5m鏡で赤外線・サブミリ波を観測、L2から星形成や冷たい宇宙の謎を解き明かす概要ガイド

ハーシェル宇宙望遠鏡は、欧州宇宙機関の観測機器です。これまでに軌道上に置かれた最大の赤外線望遠鏡です。ハーシェルは、サー・ウィリアム・ハーシェル、赤外線スペクトル、二重星、惑星天王星の発見者にちなんで名付けられました。

この装置は、遠赤外線とサブミリメートル短波帯に感度があります。直径3.5メートル（11.5フィート）のシングルミラーを備えています。

2009年5月に軌道に投入されました。地球と太陽系の第2ラグランジュ点（L2）に位置しています。この地点は、地球から150万kmの距離にあるため、重力のバランスがとれていて、天体はその場に留まっています。

ハーシェル天文台は、宇宙で最も寒くて埃っぽい天体を記録することができます。例えば、新しい星を形成し始めたばかりのほこりの多い銀河などです。アメリカは、NASAを通じて、ESAが建設・運営するハーシェル天文台に協力しています。これは、ロゼッタ、プランク、ガイアと並ぶESAの科学プログラムの中で4番目の「礎となる」ミッションです。

器械には主に4つの目的があります。

補足と拡張説明

上記はハーシェル宇宙望遠鏡の基本的な紹介です。以下では、搭載機器、観測波長、運用経緯、主要な科学目標と成果などを分かりやすく整理して補足します。

主な搭載機器（主焦点装置）

• PACS（Photodetector Array Camera and Spectrometer）— 画像撮像と低中分解能分光を担当し、主に約55〜210 µmの波長帯で観測。
• SPIRE（Spectral and Photometric Imaging Receiver）— サブミリ波域での撮像と分光を行い、約194〜672 µmの波長帯をカバー。
• HIFI（Heterodyne Instrument for the Far Infrared）— 高分解能のヘテロダイン分光装置で、分子ライン観測により星間物質や星形成領域の詳細な運動・化学組成を調べる。

観測波長と性能

ハーシェルは「遠赤外〜サブミリ波」の波長域（概ね55 µmから約670 µm）をカバーし、この波長帯は可視光や近赤外で見えない冷たい塵や分子雲、初期の星形成領域、冷たい銀河の塵放射を直接とらえることができます。口径3.5 mの主鏡（軽量化されたシリコンカーバイド製）により、同時代の他の宇宙望遠鏡より高い解像度と感度を実現しました。

打ち上げ・軌道・運用期間

ハーシェルは2009年5月に打ち上げられ、地球—太陽系の第2ラグランジュ点（L2）付近に投入されました。この位置は観測に有利で、長時間にわたる安定した観測が可能です。望遠鏡と一緒に搭載された超流動ヘリウムによる冷却系によって観測器を低温に保っていたため、運用期間はヘリウム冷却剤の寿命によって制約されました。冷却剤の枯渇により科学運用は2013年に終了しました。

主要な科学目的（「器械には主に4つの目的があります」への具体化）

• 星形成の仕組みの解明：分子雲の内部、原始星やプロトプラネタリーディスクの温度・密度構造を調べる。
• 銀河進化と宇宙の星形成史の追跡：遠方銀河中の冷たい塵放射を観測し、塵に隠れた星形成活動を評価する。
• 星間物質（ISM）と分子化学の研究：分子線観測で化学組成やガスの運動を明らかにする。
• 太陽系天体や原始惑星系の研究：彗星や小惑星、若い星のまわりの塵円盤の観測により物質の起源や進化を探る。

主な成果と意義

• 星形成領域や銀河における冷たい塵の詳細なマップを取得し、これまで見えなかった「塵に隠れた」星形成を多数発見。
• 分子ラインの高分解能観測により、水や一酸化炭素、その他分子の空間分布や運動を明らかにし、星形成における化学過程の理解が進展。
• 若い恒星周囲の塵円盤の性質を調べ、惑星形成の初期段階に関する手がかりを提供。
• 彗星や太陽系小天体からの水や有機物の観測により、地球への物質供給や太陽系の化学進化に関する重要なデータを提供。

国際協力とミッションの位置づけ

ハーシェルはESA主導のミッションですが、NASAをはじめとする国際的な協力により機器や運用面での支援を受けました。ESAの「礎となる」ミッション群（例：ロゼッタ、プランク、ガイア）と並んで、ハーシェルは宇宙望遠鏡として遠赤外・サブミリ波分野の基礎データを大きく拡充しました。

遺産と後続観測

ハーシェルの観測データは膨大なアーカイブとして公開され、以後の観測（地上のサブミリ望遠鏡やALMA、後継の宇宙望遠鏡）と組み合わせて研究が続けられています。ハーシェルは冷たい宇宙の理解を深化させ、星や惑星の誕生、銀河の進化を解き明かす上で重要な基盤を築きました。

（注）本記事はハーシェルの概要と主要点を分かりやすく整理した補足説明です。詳細な技術仕様や論文・観測データはESAや各研究機関の公開資料を参照してください。

質問と回答

Q:ハーシェル宇宙天文台とは何ですか?

Q: ハーシェルは誰の名前から付けられたのですか?

Q: ハーシェル天文台は宇宙で何を記録できるのですか?

Q: ハーシェル宇宙望遠鏡の鏡はどのくらいの大きさですか?

Q: ハーシェル宇宙望遠鏡はいつ打ち上げられたのですか?

Q:ハーシェル宇宙望遠鏡はどこにあるのですか?

Q: ハーシェル天文台が調査するために設計された4つの主要なテーマは何ですか?

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