// Dark Universe survey telescope · ESA · 2023
Euclid
EUCLID SPACE TELESCOPE
Euclidは、銀河の形・距離・分布を巨大な統計で測り、暗黒物質と暗黒エネルギーの働きを逆算するESAの宇宙望遠鏡。一点を深く見るのではなく、空の3分の1以上を同じ物差しで測る。
01基本情報
広い空を深く、均一に測るための可視・近赤外サーベイ望遠鏡。
| 開発・運用 | ESA Euclid Consortium、NASAも協力 |
|---|---|
| 打上げ | 2023年7月1日 Falcon 9、Cape Canaveral |
| 目的地 | 太陽-地球L2 地球から約150万 km |
| 状態 | 運用中 |
| 望遠鏡 | 1.2 m鏡 Korsch型、可視・近赤外を分岐 |
|---|---|
| 機器 | VIS / NISP 可視550-900 nm、近赤外900-2000 nm |
| 観測範囲 | 14,000平方度級 空の3分の1以上、100億光年先まで |
| データ | 約100 GB/日規模 広域・深宇宙・副次科学を公開アーカイブへ |
02ミッション
暗黒物質は光らず、暗黒エネルギーも直接撮影できない。Euclidは、銀河の形・距離・分布を同じ物差しで測り、見えない成分が宇宙史に残した歪みを読む。
弱い重力レンズで暗黒物質を測る
Euclidの第一の物差しは弱い重力レンズである。前景の質量分布は背景銀河の像をほんの少しだけ伸ばし、向きをそろえる。1個の銀河では銀河自身の形に埋もれるほど小さい信号でも、VISが約0.5平方度の視野で銀河形状を大量に測り、最終的に10億個規模の銀河を積み上げることで、暗黒物質の分布を統計地図として取り出せる。
銀河クラスタリングで膨張史を読む
第二の物差しは銀河クラスタリングと赤方偏移である。NISPは900-2000 nmの近赤外で測光と分光を行い、Y/J/Hフィルターとグリズムで銀河の距離情報を与える。銀河が宇宙の時代ごとにどの間隔で並ぶか、バリオン音響振動のものさしがどう見えるかを追うことで、宇宙膨張を加速させる暗黒エネルギーが一定なのか、時間で変わるのかを調べる。
広さそのものが設計要求になる
EuclidはJWSTやHubbleのように一点を長く掘る望遠鏡ではない。6年間の名目ミッションで14,000平方度級、空の3分の1以上を観測し、100億光年先までの銀河を同じ校正で測るサーベイ機である。2025年3月の最初のサーベイデータだけでも63.1平方度、2,600万銀河、500件の強い重力レンズ候補を含み、日々約100 GB規模のデータを地上へ送る前提で運用される。
宇宙論から副次科学へ広がる
主目的は暗黒宇宙だが、Euclidの広視野・高解像度・近赤外測光は副産物も大きい。2024年の132平方度モザイクは1億個前後の天体を含み、14百万個の銀河がレンズ解析に使える明るさだった。2026年には赤方偏移7以上の古代クエーサー31個、さらに天の川中心部の6,000万星級画像も発表され、サーベイ望遠鏡としての価値が銀河進化、強重力レンズ、褐色矮星、系外惑星のマイクロレンズ研究へ広がっている。
- 2011-10ESA Cosmic Vision M2として選定DUNEとSPACEの流れを統合し、弱い重力レンズと銀河クラスタリングを同じ宇宙論サーベイで扱う計画になった。
- 2013-01NASA協力が正式化NASAはNISP向け近赤外検出器などで参加し、欧州主導のミッションに米国チームが入る体制が固まった。
- 2023-07-01Falcon 9で打上げCape Canaveralから打ち上げられ、約150万 km離れた太陽-地球L2へ向かった。
- 2023-08微小な迷光とガイド問題を調整初期試験で検出器へ届く迷光や精密誘導の課題が見つかり、姿勢角と飛行ソフトウェアを調整して観測計画へ戻した。
- 2023-11-07最初のフルカラー画像を公開Perseus銀河団、Horsehead Nebulaなどを含む初画像で、広い空を鋭く撮る性能を示した。
- 2024-02-14通常科学観測を開始6年間の広域サーベイに入り、暗黒宇宙の地図作りが本格化した。
- 2024-05-23Early Release Observationsを公開Abell 2390、NGC 6744、Messier 78などのデータを公開し、VISとNISPの実観測性能を示した。
- 2024-10-15最初の宇宙地図モザイク260観測、132平方度、208ギガピクセルの南天モザイクを公開。これは最終広域サーベイの約1%にあたる。
- 2025-03-19Q1サーベイデータ公開63.1平方度のDeep Fieldプレビューで2,600万銀河、38万銀河の形態分類、500件の強い重力レンズ候補を示した。
- 2026-07-06赤方偏移7級クエーサーを多数発見赤方偏移7以上のクエーサー12個を含む古代クエーサー31個を発表し、最遠級はz=7.77、宇宙年齢6.7億年の時代に届いた。
03エピソード
軌道上で見つかった指向障害を直し、広域統計を公開し、本来の宇宙論を越える観測へ広げた四つの局面。
太陽粒子を星と誤認するガイドを、十日間の軌道試験で直す
2023年7月の打上げ後、EuclidのFine Guidance Sensorは、ときどきガイド星を見つけられず精密指向を開始できなかった。太陽活動で飛来するprotonが検出器に偽の点を作り、迷光やX線も観測器へ混入したため、単なる感度不足ではない。ESA管制班と産業・科学チームは12時間交代で原因を切り分け、偽信号を除くFGSソフトウェアを更新して軌道上で10日間試験した。さらに迷光が入る向きを避けるよう6年分の観測順序を組み直し、10月5日にガイド星捕捉の回復を発表。ハードウェアを交換せず、判定ロジックと空の回り方を同時に変えて弱い重力レンズ像の安定性を守った。
二週間の260観測を、208 gigapixelの「最初の1%」へ
ESAは2024年10月15日、Euclidの広域宇宙地図の最初の一片を公開した。モザイクは3月25日〜4月8日の260観測をつないだ208 gigapixelで、132平方度、満月500個分以上を覆う。それでも6年間に計画するwide surveyの約1%にすぎない。広い視野では露光ごとの背景、点像、測光の差が銀河形状の統計を歪めるため、チームはVISとNISPのタイルを共通較正して継ぎ目を抑えた。その結果、単なる巨大画像ではなく、同じ物差しで数十億銀河の形・距離・運動を比較する14,000平方度級サーベイが実際の観測速度で成立することを示した。
9,976人がAIを教え、38万銀河から500のレンズ候補を出す
2025年3月19日のQ1公開で、Euclidは深宇宙フィールド3領域、63平方度から約2,600万銀河を示した。しかし衛星が毎日約100 GBを送る規模では、人手だけでもAIだけでも渦状腕、棒、潮汐尾、強い重力レンズを信頼して分類し切れない。Euclid ConsortiumはGalaxy Zooで一か月の集中作業を行い、9,976人のボランティアが画像を分類してZoobotを訓練した。AIの一次選別を市民と専門家が点検した結果、38万超の銀河形態カタログと、ほぼ全て未報告だった500件の銀河間強レンズ候補を作成。観測量の壁を、人間の判断を教師データにする処理設計で越えた。
遠方銀河用の広視野を26時間だけ天の川へ向け、6,000万星を分ける
2025年3月23日、Euclidは本来の遠方銀河サーベイを約26時間だけ外れ、天の川中心のbulgeをVISで9回指向した。星が密集し塵も多い領域では像が重なりやすいが、各指向はHubble級の鮮鋭さを保ちながらHubbleの約270倍の面積を覆う。9枚をつないだ結果、6,000万個超の星、星雲、星団を分離した可視光モザイクが完成し、ESAは2026年6月24日に公開した。広い宇宙論望遠鏡を近距離の時間基準へ転用したことで、過去・将来の観測と星位置を比較し、microlensing系外惑星のレンズ星分離と質量確認へ使える記録を残した。
04軌道
地球からL2へ向かう30日間と、L2中心から40万〜80万 kmまで広がるhalo軌道を別縮尺で読む。約30日の遷移後、運用はL2 halo周回へ引き継がれる。
- 01地球離脱2023年7月1日、Falcon 9からL2直接遷移軌道へ。
- 02小さな修正高い打上げ精度を生かし、L2への軌道修正を最小化。
- 0330日移動約150万 kmを移動し、7月末に観測地点へ到着。
- 04大振幅halo大きな挿入噴射なしで、40万〜80万 km半径のhaloへ。
- 05軌道維持太陽放射圧を補う噴射を約30日ごとに実施。
- 06全天を積むstep-and-stareを反復し、将来は太陽周回処分軌道へ。
05搭載機器
可視撮像装置
550-900 nmで銀河形状を測る約600メガピクセル焦点面。0.5平方度を一度に撮り、弱い重力レンズの形状統計を支える。
近赤外分光・測光器
900-2000 nmを16個の2040×2040検出器で測る。Y/J/H測光とグリズム分光で銀河の赤方偏移と距離を与える。
Fine Guidance Sensor
Gaia星表のガイド星を捕捉し、VISの銀河形状測定に必要な精密・安定指向を姿勢制御系へ返す。
06設計
Euclidは、サービスモジュールで電力・通信・姿勢を支え、日よけで冷やしたペイロードモジュールに1.2 m Korsch望遠鏡、VIS、NISPをまとめる。形状測定と距離測定を同じ視野で結び、広さを精度へ変える設計である。
望遠鏡と熱設計
ペイロードモジュールには1.2 m Korsch望遠鏡が置かれ、日よけとL2運用で太陽・地球・月を同じ側へまとめる。弱い重力レンズでは点像のわずかな変化が測定誤差になるため、熱変形と迷光を抑え、焦点面の安定を保つことが科学性能の中心になる。
初期試験で迷光を受ける向きが見つかったことは、Euclidの設計要求をよく表している。明るい対象を深く撮る望遠鏡ではなく、何万回もの視野を同じ品質でつなぐ測定器なので、太陽に対する姿勢、遮光、観測順序までが「光学系」の一部として扱われる。
VISとNISPを同じ空へ向ける
望遠鏡の後段で光を分け、VISは550-900 nmで銀河の形を、NISPは900-2000 nmで近赤外の明るさとスペクトルを測る。2つの機器が同じ天域を見ることで、形状測定と距離測定を同じ銀河カタログ上で結び、暗黒物質地図と膨張史を同時に作れる。
VISの焦点面は36個のCCDで約6億画素、NISPは16個の近赤外検出器にY/J/Hフィルターとグリズムを組み合わせる。1視野は約0.5平方度で満月2.5個分に相当し、解像度だけでなく「同時に何個の銀河を同じ較正で測れるか」が設計の価値になる。
バスと通信
サービスモジュールは電源、姿勢制御、推進、通信、暖かい電子機器を受け持つ。広域サーベイでは1日あたり約100 GB規模のデータが発生するため、K帯通信、地上データセンター、Euclid Consortiumの解析パイプラインまで含めてミッション設計の一部である。
6年間のサーベイでは、およそ75分ごとに新しい天域へ向きを変え、4万回規模の指向を積み重ねる。Fine Guidance Sensorと姿勢軌道制御系は、単に衛星を向ける装置ではなく、銀河形状の統計誤差を増やさないための測定基盤である。
均質性を守る運用
観測は単発の名場面ではなく、同じ露光手順、ディザ、校正、Deep Field反復を何年も積む作業である。観測ムラは偽の宇宙構造を作るため、姿勢・温度・焦点・校正星・地上処理が一体で管理される。
広域サーベイ、Deep Field、補助校正観測を分けて置くことで、宇宙論用の均質な面積と、繰り返し観測による深さ・時間変化の検査を両立する。Euclidの設計は「高性能な望遠鏡を飛ばす」だけでなく、空の3分の1以上を比較可能な測定面として整えるためのシステム設計である。
07写真・図版
実際の公開画像で、広視野・深さ・低表面輝度感度を確認する。
08関連文献
- Euclid mission operations
- Euclid spacecraft / instruments
- Euclid’s large halo around indefinitely small point
- Euclid: Early Release Observations - Programme overview and pipeline for compact- and diffuse-emission photometry
- Euclid: High-precision imaging astrometry and photometry from Early Release Observations. I. Internal kinematics of NGC 6397 by combining Euclid and Gaia data
- Euclid: The Early Release Observations Lens Search Experiment
- Euclid: Early Release Observations - Deep anatomy of nearby galaxies
- Euclid: Discovery of 31 new quasars at 6.6 < z < 7.8