第11回「X線天文学」のはなし　後編

宇宙の成り立ちを解明する最先端ミッション、それが「XRISMクリズム」

天文学の中でも、宇宙開発の先進国が興味を持つX線天文学という分野があることが前回の記事で伝わったと思います。
宇宙の約80%を見ることができるこの分野で、日本が世界を牽引する立場を強固なものにできるか、今がまさに注目の時。後編では世界のどの国も成功させていない高い精度の観測を実現するJAXAのX線観測衛星ミッション「XRISM」を紹介します。

「XRISM」と言われて、ピンときましたか？　正直、まだよくわからないという人が多いと思います。
そこが大きな問題で、国からも多額な予算が出ていて、世界中の宇宙研究者からも大注目されているミッションなのに、知名度が低いのです。そう、地味なのです。

2023年9月に、打ち上げられたXRSIM。打ち上げロケットに一緒に搭載されていたのは、先日日本を世界5カ国目の月面着陸国にした月面着陸実証機「SLIMスリム」です。同じ打ち上げだったにも関わらず、この注目度の低さです。

X線天文学の分野で研究をしていた僕としては、この知名度の低さをどうにかしたいという熱い想いで、この記事を書いています。

XRISMの日本語の正式名称は「X線分光撮像衛星」です。
そのミッションのポイントは「分光」と「撮像」の2つ。撮像は一言で言えば、写真を撮ること。こちらは理解しやすいと思いますが、「分光」はなんともわかりにくいと思います。
しかし、XRISMがこれまでに無い超高精度で成果を出すことを期待されているのは、この分光なので、とても重要です。分光を最も身近な現象で説明すると、雨上がりの虹。あれこそが分光なのです。

どういうことか説明します。私たちの目で見える光は波長によって赤から紫までに分けられます。
普段はそれらが混ざって1つになって私たちの目に届いているので、今見ている光が「赤がこのぐらいで、青がちょっと強くて、、、」と理解することはありませんが、虹みたいに光が分かれるとその成分を把握できるようになりますね。
このように光を分解することを分光と言い、これによってわかることがあります。

この分光能力を最大限に高めた観測衛星がXRISMです。目指すのは「宇宙のレシピ」を知ること。
宇宙をより深く知るには分光能力が鍵になるのです。
ある天体から飛んでくる光には、「その星全体の特徴的な光」と「星に中に含まれている元素の光」の2種類があります。
「その星全体の特徴的な光」とは、例えば太陽なら1,000万度を超える太陽コロナからの光など、その天体を特徴づけるものです。
一方で、「星の中に含まれる元素の光」は、その太陽に水素がどのぐらい含まれているのか？というような材料を明らかにするようなものです。

レシピと聞くと料理を想像すると思いますが、分光とは、例えばハンバーグを、「肉料理」と特徴づける情報だけでなく、「合い挽き肉の豚と牛の割合が3：7」みたいなといったレベルまで深掘りできるイメージです。
さらに分光能力が向上していくと、豚が国産で、牛の飼育方法が放牧で、というディテールまで情報量が上がっていく、という説明がわかりやすいと思います。