本記事は、 MIT Newsとの協力により掲載されています。
アンナ・フレーベルは、空に広がる数十億もの星の粒の中から、宇宙で最も古い星のいくつかを丹念に掘り起こしてきた。こうした古代の星の化学組成を明らかにすることで、彼女は宇宙の最初期における宇宙環境の姿を再構築したいと考えている。
フレーベルは、物理学部のシルバーマン・ファミリー・キャリア開発助教授であり、カブリ天体物理学・宇宙研究所の研究員でもあるが、遠方の古代の星からの光を探す天文学者、いわゆる「星の考古学者」と呼ばれる新世代の天文学者の一人である。今月刊行された新著『Searching for the Oldest Stars: Ancient Relics from the Early Universe』で、フレーベルは、しばしば眠る間もないほどの星の遺物を追い求める道のりを記している。彼女はMIT Newsに対し、天文学者のときにリスクを伴う生活や、古代の星の光が現代世界の理解にどのように新たな視点をもたらしうるかについて語った。
Q：古代の星の探査は、考古学者の仕事とどのように似ていますか？
A：私たちは初期の時代、つまり宇宙の最初の10億年について知りたいのです。非常に古い星を特定することで、当時の宇宙がどのようなものだったかを知ることができます。星の良い点は、食料棚にある古い豆の缶詰のようなものだということです。いつでも缶を開けることができ、中身はまだ食べられるのです。
星は、それらが形成された誕生時のガス雲の化学組成を保存しています。それこそが私たちが掘り起こしている真の考古学的情報です。私たちは星を見つけるだけでなく、それらが何でできているかも掘り起こし、初期宇宙の化学組成がどのようなものだったかを理解できるようにしているのです。
なぜそれが興味深いのでしょうか。一般に星は、その中心核で、周期表にある既知のすべての元素を作り出すからです。つまり、私たちが知り、愛するすべてのもの、今日私たちを構成するすべての物質は、数十億年にわたって星と超新星爆発によって生み出されてきたに違いないのです。
最も古い星とその組成を探ることで、私たちは、例えば炭素や鉄、さらに宝飾品にある銀や金といった元素が、最初の星々で初めて作られたこと、そしてそれらの元素がその後どのように星間物質や初期宇宙のガスに取り込まれ、どのように次世代の星へとリサイクルされていったのかを、たどることができます。その次世代の星は、今日でも観測することができるのです。
つまり私たちは、いわゆる化学進化の始まりまで本当にさかのぼるのです。すべてがどのように始まったのかを一つひとつつなぎ合わせることができ、それこそが真の考古学的な取り組みなのです。
Q：チリのラス・カンパナス天文台にある2基の6.5メートル級マゼラン望遠鏡を含め、世界最大級の望遠鏡で星を探してこられました。こうした大型で人里離れた施設での観測は、どのような経験なのでしょうか？
A：観測は本当に興味深いものです。私は、データを取得してすぐにそれを見て、「これは何かわくわくするものか、それとも次の対象へ速やかに移り、何かを発見する別の機会を得るべきか」と考えるその真っただ中にいるのが本当に好きです。たまに、何かが見つかると分かっている時もあります。時には、もっと時間がかかることもあります。
観測とは何を意味するのでしょうか。私たちは日中に眠り、日の出のすぐ前に目を閉じることが多く、午後3時まで眠ることもあります。その後、夜に備えて望遠鏡へ行く必要があります。それから、異なる望遠鏡の観測者全員がゲストハウスに集まり夕食をとります。その後、望遠鏡へ向かい、さまざまなコンピュータ画面の前に座り、あらゆる種類のボタンを押して、次々と観測を行います。すべては朝になって明るくなりすぎたとき、雪が降ったとき、火災があったとき、悪天候のとき、あるいは雹や凍雨が降ったときに止まります。そして私は、火災も含めて、そのすべてを経験してきました。
大学院生だった頃、私はシディング・スプリング天文台で観測していました。そこは国立公園[オーストラリア]の中にあります。春のことでしたが、公園では山火事の延焼を防ぐために計画的な焼き払いを行っていました。しかし一部が制御不能になり、丘を登って私が望遠鏡から観測していた場所に迫ってきました。私は完全にひとりでした。夕食後、薄明の時間に炎が近づき始めました。炎は望遠鏡を取り囲むように巻き付き、望遠鏡のケーブルをすべて支えていた木製の柱へまっすぐ向かっていきました。
真夜中に、私は天文台の消防隊に通報しました。ホースを広げるのを手伝い、火に放水して消し止めました。かなり実践的な作業でした。しかし、天文台ではそういうことをするものです。望遠鏡、施設、そして山の上で一緒にいる他の人々を守る責任があるのです。私たちが実際に何かを成し遂げられること自体が驚くべきことです！
Q：あなたの本では、この分野の主要な貢献を取り上げていますが、その多くは女性によってなされたものです。その中には発見について直ちに評価されなかった女性もおり、「ハーバード・コンピューターズ」もその一例です。彼女たちは誰だったのでしょうか？
A：ハーバードでポスドクだった頃、廊下に並ぶ女性たちの肖像画をたくさん目にしました。彼女たちは「ハーバード・コンピューターズ」と呼ばれていました。それは、1900年頃にハーバード大学天文台の所長だったエドワード・ピカリングが、男性の助手を解雇し、代わりに自分の家政婦を雇ったためです。彼は「男性の助手たちは怠け者すぎる。家政婦の方がおそらくもっとうまくやれるだろう」と述べたのです。
実際、彼女は確かにより良い仕事をしました。それが彼に十数人ほどの女性を雇うきっかけとなりましたが、一度にすべてではありません。彼女たちは、その基礎的な仕事によって有名になりました。大量の星のカタログ作成、スペクトルの分類、そして様々な計算を任されていました。当初、ピカリングは彼女たちの仕事の功績をすべて自分のものとしていましたが、彼女たちの功績はあまりにも多く、あまりにも優れていたため、真実が明らかになりました。今では彼女たちはその貢献によって世界的に有名です。
私の研究は、彼女たちが行ってきた多くのことにある意味でつながっています。過去に何がなされ、科学における女性の貢献が何であったかを覚えておくことは、私にとって非常に重要だと感じています。私の本では、ところどころで、私は彼女たちの「姉妹」の一人にすぎず、私たちは今していることを続けていくし、私の後にも多くの人が続くと確信している、ということが伝わるでしょう。
掲載された記事は、世界経済フォーラムによる見解の支持を意味するものではありません。
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著者：ジェニファー・チューは、MIT Newsのゲスト寄稿者です。
画像：2003年から2012年にかけて、ハッブル宇宙望遠鏡のAdvanced Camera for Surveys及びWide Field Cameraで撮影された個別露光画像の合成。REUTERS/HUDF/NASA/Handout via Reuters.
