期待される成果

銀河の進化を探る

原始銀河の探査

銀河はいつ、どのように生まれ、現在の姿に進化してきたのでしょうか？宇宙で初めの頃に作られた星の光は、大きなドップラー効果の影響で、赤外線領域で観測されます。また生まれたての銀河は、非常に激しい星生成を起こしている可能性が高く、赤外線で最も明るく見えると考えられています。高感度の赤外線観測によって、ASTRO-Fは生まれたばかりの銀河（原始銀河）を探索します。ASTRO-Fによって全天から約1000万個の銀河が検出されると予想されています。

銀河の起源と進化

（画像：STSｃI／NASA提供）

世界初の赤外線天文衛星IRASは、赤外線で明るく輝く銀河（赤外線銀河）を発見しました。その後これらは、銀河同士が衝突し、大量の星が生まれている活動的な銀河であることが判りました。その中心には巨大なブラックホールがあり、その周りから膨大なエネルギーを放射しているとも考えられています。この様な衝突現象は、宇宙の初期には頻繁に起こったと思われます。ASTRO-Fの遠赤外線観測装置は、宇宙初期に遡る系統的なサーベイを行って、活動銀河の起源と進化を探ります。

宇宙はビックバンによって100〜200億年前に生まれたと考えられています

IRAS:米英蘭が共同で開発し1983年に打ち上げた口径57cmの赤外線望遠鏡。約10ヶ月間の観測を行い全天の96%の領域を観測しました

星の一生を調べる

星の誕生

銀河の中では、いまもガスやダストの雲の中から星が生み出されています。しかしダストの雲が邪魔をして、生まれたての星は可視光線では見えず、赤外線で最も明るく見えます。ASTRO-Fは、様々な星生成領域を赤外線で観測し、星形成のメカニズムに迫ります。

星の最期

星はその一生を終えるとき、外層を吹き飛ばしたり爆発したりすることによって、次の世代の星を作る材料を供給します。放出されたガスの中ではダストが形成されます。星の進化と放出されるガスやダストの量・成分などは未解決の問題です。ASTRO-Fはこれらの過程を観測し、そのメカニズムに迫ります。

褐色矮星を探索する

（画像：STSｃI／NASA提供）

銀河の中には、存在すると考えられてはいるものの、まだ発見されていない暗黒物質と呼ばれる見えない物質があります。暗黒物質は、これまで光で観測されてきた物質よりも多いことがわかっていますが、その正体は未だ解明されていません。

暗黒物質の候補の一つとして考えられているのが、褐色矮星です。太陽の質量の8%以下の星は、熱核融合反応を起こすことができず、高温で光り続けることはできません。しかし赤外線は放射しているため、ASTRO-Fの高感度赤外線カメラを使えば探査が可能です。この様な可視光では見ることができない低温で小さな星を褐色矮星と呼びます。ASTRO-Fでは、赤外線で広い領域を観測することで、銀河内にある褐色矮星の質量とその数を決定し、暗黒物質の正体に迫ります。

太陽系外の惑星系を探す

（画像：STSｃI／NASA提供）

我々の太陽系以外にも惑星系が存在し、そこで生命活動が営まれているかどうかは、私たちの大きな関心事です。惑星は、恒星をとりまくガスやダストからなる円盤（原始惑星系円盤）の中で作られます。ASTRO-Fは、原始惑星系円盤からの放射を、1000光年先まで探査することができ、これらの円盤中で惑星系が生まれる過程を観測的に明らかにします。また、近くの星のまわりの惑星系形成の痕跡と思われる塵円盤の検出にも、期待が持たれています。

新彗星を発見する

ASTRO-Fは、多数の新彗星を発見する可能性があります。普段、私たちが見ている彗星の光は、彗星によって散乱された太陽の光です。ASTRO-Fでは、太陽熱によって温められた彗星自らが放つ赤外線を観測します。ASTRO-Fでは50個以上もの新しい彗星が発見されるかもしれません。

最期に超新星爆発を起こすか、ゆっくりと質量を放出するかは、星の質量によって決まります

暗黒物質：ほかにニュートリノなどが候補として考えられています。ダークマター