ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡

夜空を望遠鏡で眺めると、濃い塵の雲に覆われて内部がよく見えない星の「ゆりかご」がたくさんあります。可視光（人の目に見える光）は塵にぶつかって散乱してしまいますが、波長の長い赤外線は塵に邪魔されにくく、塵の雲をはるかに通り抜けやすいという特徴があります。そのおかげで、星や惑星がまさに誕生しつつある隠された姿を鮮明に捉えることができるのです。

もう一つの理由は、宇宙の膨張にあります。ビッグバンから数億年後に誕生した初期の星から放たれた光は、130億年以上も宇宙空間を旅する間に、空間そのものが引き伸ばされることで光の波長も長くなりました。もともとはまばゆい可視光や紫外線だった光が、私たちのもとに届く頃には赤外線へと変化しているのです。これを「赤方偏移」と呼びます。

つまり、遥か彼方にある宇宙最初の銀河を見るには、どうしても赤外線を捉える目が必要になります。ジェームズ・ウェッブはこの赤外線を集め、遥か遠くの初期宇宙の姿を写し出すタイムマシンのような役割を果たしているのです。

ジェームズ・ウェッブをハッブル宇宙望遠鏡の単なる画質向上版だと思う人も少なくありません。しかし、この2つの望遠鏡は宇宙を見つめる「目の種類」が根本的に異なります。ハッブルは主に紫外線や可視光線、そして一部の近赤外線を観測するように設計されています。

一方、ジェームズ・ウェッブは近赤外線から中間赤外線まで、ハッブルよりも波長の長い赤外線の観測に特化しています。18枚の六角形の金色の鏡を組み合わせた直径6.5メートルの巨大な主鏡を展開し、ハッブルの約6.25倍もの光を集めることができます。鏡の表面に薄く金をコーティングしているのも、金色の表面が赤外線を最もよく反射するためです。

活動する舞台もまったく異なります。ハッブルは地上約500キロメートルの高さで地球の周りを回っていますが、ジェームズ・ウェッブは月よりもさらに4倍遠い、地球から約150万キロメートル離れたラグランジュ点（L2）に位置しています。

赤外線は、私たちが普段感じる「熱」と同じ電磁波の仲間です。望遠鏡の本体や鏡が少しでも温かいと、望遠鏡自身が発する熱（赤外線）によって、宇宙の彼方から届く微弱な赤外線シグナルがかき消されてしまいます。これは体温計を熱したままでわずかな温度変化を測ろうとするようなものです。

そのため、望遠鏡をマイナス233度以下の極低温まで冷やし続けなければなりません。そこでジェームズ・ウェッブは、常に太陽・地球・月を背にして立ち、光と熱を遮断する5層構造の巨大な遮光シールドを広げています。テニスコートほどの大きさがあるこの銀色のシールドのおかげで、太陽側を向いた表面は約85度まで熱せられても、裏側の観測機器は凍りつくような極低温を保つことができます。

ジェームズ・ウェッブはこの極限の冷たさと静寂の暗闇の中で、太陽系外惑星の大気中に水や二酸化炭素などの成分が含まれているかを分析し、惑星の環境を解き明かす名探偵のような役割まで果たしています。こうした分析は、長期的には生命が存在可能な環境や生命の兆候を探し出すことにも繋がります。