ルービン天文台、LSSTカメラ初の科学データ「EDP2」公開　50万個超の銀河をカタログ化

2026年7月31日、ルービン天文台は、世界最大のデジタルカメラ「LSSTカメラ」の観測に基づく初の科学グレードデータ「EDP2」を公開した。50万個以上の銀河を含むCOSMOSフィールドの深宇宙画像も公開されている。現在、データにアクセスできるのは米国やチリなどの一部の研究者に限られ、一般公開は2028年頃となる見込みだ。また、2026年10月から12月には、突発天体や変動天体の研究に用いる追加データが提供される予定である。

■3.2ギガピクセルのLSSTカメラによる初の科学データ

2026年7月31日、NSF–DOEルービン天文台（Vera C. Rubin Observatory）は、「Early Data Preview 2（EDP2）」を公開した。これは、世界最大のデジタルカメラであるLSSTカメラの観測に基づいて構築された、初の科学グレードのデータ製品である。同時に、50万個以上の銀河と5万個の恒星が写るCOSMOSフィールドの深宇宙画像も公開された。今回のリリースは、小型の試作機器による画像を披露した2025年6月の「First Look」イベントとは性質の異なる節目となる。EDP2では、3.2ギガピクセルのLSSTカメラで取得し、処理、較正、カタログ化した科学パイプラインのデータが、初めて研究者に提供された。

50万個以上の銀河を捉えたCOSMOS画像は、2025年4月から2026年1月にかけてLSSTカメラで撮影された数百回の観測データを重ね合わせて構築された。南天の約3,000平方度、南半球の空のおよそ6分の1に相当する領域を、1枚の合成画像としてカバーしている。比較すると、満月が占める面積は約0.2平方度であり、この画像の範囲は満月1万5,000個を並べた広さに相当する。

■20年にわたる天文学の観測が集積するCOSMOSフィールド

ろくぶんぎ座に位置するCOSMOSフィールドは、20年以上にわたり、最も集中的に研究されてきた空の領域の一つである。2003年のハッブル宇宙望遠鏡による観測を皮切りに、研究者たちは世界有数の望遠鏡を同じ領域に向け、電波からX線まで幅広い波長のデータを収集してきた。この領域は天の川銀河の塵が多い銀河面から離れているため、数十億光年にわたる宇宙の大規模構造を見通しやすい。

その結果、他の空の領域では得られない規模の多波長参照データが蓄積されている。ルービン天文台がCOSMOSフィールドで検出した銀河は、過去数十年に蓄積された測光、分光、電波、X線の観測データと照合できる。この照合によって、LSSTによる個々の検出結果の価値が高まる。ルービン天文台が銀河の増光や形状変化を捉えた場合、過去の観測施設が記録した情報と即座に関連付けられるためだ。

ルービン天文台が従来の観測機器に加える重要な要素は、時間を追った反復観測である。従来のCOSMOSサーベイは、それぞれの観測時点における銀河の光を捉えた、いわばスナップショットだった。EDP2は、COSMOSを静的な多波長地図から、変化を追跡できる動的な地図へと変える第一歩となる。LSSTカメラがこの領域を再訪するたびに、個々の銀河がどのように変化したかが記録され、従来は固定された画像の集積だった観測領域に「時間」の次元が加わる。10年間にわたる「Legacy Survey of Space and Time（時空間レガシーサーベイ）」の期間中、天文学者はこの領域を数百回観測すると見込んでいる。

SLAC国立加速器研究所でルービン天文台の副所長を務めるPhil Marshall氏は、「COSMOSフィールドはLSSTの科学研究にとって非常に重要な領域だ」と述べた。「過去の観測データが豊富にあり、試運転期間中だけでなく、LSSTのディープフィールドの一つとしても繰り返し観測される。このため、科学者がサーベイデータを扱う準備を進めるうえで、非常に価値の高い検証の場となる」

■LSSTカメラの仕組みとEDP2の意義

LSSTカメラは、従来の天文観測機器とは一線を画す。その焦点面は189個のシリコンCCD（電荷結合素子）センサーを敷き詰めた構造になっており、熱ノイズを抑えるため、それぞれ約マイナス100度に冷却されている。これらはディープデプレッション型の裏面照射CCDで、光がシリコンの前面ではなく裏面から入射する設計である。受光に使える画素面積を最大化し、可視光から近赤外線までの幅広い波長域に感度を広げている。3.2ギガピクセルの焦点面全体を1画像当たりわずか2秒で読み出せるため、処理対象となる露光画像を40秒に1回のペースで取得できる。

この速度は、望遠鏡が一晩に観測できる空の広さを左右する。1回の露光で9.6平方度、満月約45個分の空を撮影でき、同等の口径を持つ望遠鏡としては過去最大の視野を実現している。これを可能にしているのが「三鏡式アナスチグマート」と呼ばれる光学設計だ。3枚の非球面鏡を組み合わせ、球面収差、コマ収差、非点収差を同時に補正する。これらは通常、広視野望遠鏡に解像度と観測範囲のどちらかを優先する設計上の制約をもたらす光学収差である。同等の口径を持つ従来のサーベイ望遠鏡で、ルービン天文台と同水準の視野と解像度を両立したものはない。

世界的な注目を集めた2025年6月の「First Look」画像には、望遠鏡の較正のために設置された小型の試作機器、コミッショニングカメラ（ComCam）が使われた。LSSTカメラ自体は2025年3月に設置され、同年4月に科学検証観測を開始した。EDP2は、LSSTカメラの観測データに基づく初のリリースである。単なるデモ用の未処理画像ではなく、Rubin Science Pipelines v30の全処理工程を通じて、較正済みで科学分析に利用できるカタログが作成されている。

この違いは大きい。First Lookイベントが、この機器で「何が見えるか」を示したのに対し、EDP2は、この機器で「何を測定できるか」を提供する。カタログには、各光源の測光等級、位置、形状、色、時系列情報が収録されており、科学分析に利用できる状態になっている。

■50万個の銀河を1枚の画像に収める手法

EDP2のCOSMOS画像に含まれる50万個以上の銀河は、1回の露光で得られたものではない。「画像スタッキング」または「共加算」と呼ばれる処理によって捉えられたものだ。9か月にわたる科学検証期間中、異なる夜に同じ空の領域を撮影した数百枚の30秒露光画像を位置合わせし、較正したうえで結合している。

スタッキングによって実効感度が高まる。多数の画像を結合すると、各画像に含まれるランダムノイズは平均化されてゼロに近づく一方、遠方の銀河から届く微弱だが一貫した光は蓄積される。画像をより深く重ねるほど、暗い天体を検出できるようになる。COSMOS画像に、明るく近距離にある渦巻銀河や楕円銀河だけでなく、遠い過去の宇宙に存在した暗く赤い銀河が含まれているのはこのためだ。赤みを帯びた淡い像は、ルービン天文台のセンサーに到達するまで数十億年にわたって旅してきた光であり、望遠鏡はそれらの銀河の遠い過去の姿を捉えている。

カタログ化された50万個の銀河と、前景にある天の川銀河の5万個の恒星の間には、公式発表の表現によれば「遠方まで連なる銀河を非常に明瞭に見渡せる視野」が広がっている。COSMOSフィールドは天の川銀河の銀河面から離れた方向にあるため、他の多くの方向と比べて、銀河系外宇宙への視界を遮る前景の恒星や塵の雲が少ない。

■今後の展開：差分画像と突発天体の研究

現在公開されているEDP2には、深く共加算した画像と一連の測定カタログが含まれている。2026年10月から12月に予定されているDP2の第2フェーズでは、ルービン天文台の突発天体研究を支えるデータ製品が追加される見込みだ。個々の観測を処理したビジット画像、露光間で検出された変化だけを示す差分画像、その差分を生成するためのテンプレート画像が含まれる。

差分画像は、LSSTのリアルタイム警報パイプラインの中核となる。ルービン天文台の自動処理ソフトウェアは毎晩、新たに取得した画像から参照用テンプレート画像をピクセル単位で差し引く。新たな光点、明るさの変化、移動天体などが検出されると警報が生成され、60秒以内に世界各地の天文データ・ブローカーシステムへ送信される。COSMOSフィールドの差分画像が利用可能になれば、研究者は、この観測情報が豊富な空域にある光源が、9か月間の科学検証観測でどのように変化したかをさかのぼって調べられる。これは、LSSTが最終的に作成する10年分の光度曲線アーカイブの先行例となる。

NSF NOIRLabでルービン天文台の所長を務めるBob Blum氏は、COSMOSでの観測を今後の研究の基盤と位置付け、次のように述べた。「今後数年間にわたってこの領域を繰り返し観測することで、超新星やその他の爆発的な突発天体をはじめ、追観測や詳細な研究の対象となる膨大な数の突発天体と変動天体を科学コミュニティに提供できる。これにより、発見を目的としたサーベイ設計の力が実証されるだろう」

■データへのアクセスとコキンボ地方へのメッセージ

現在EDP2にアクセスできるのは、米国とチリの研究者、およびルービン天文台の計画への貢献と引き換えにデータ利用権を得ている43の国際的な現物貢献チームの指定メンバーなど、認定された国際データ利用権保有者である。一般公開は2年間の専有期間を経た後、2028年頃になると見込まれている。

COSMOS画像のフル解像度版は現在、誰でも「Rubin Skyviewer」アプリ（skyviewer.app）で閲覧できる。画面をパンしながら、3,000平方度の画像内を移動できるインタラクティブなサービスである。

Blum氏は、今回のリリースに関連して、天文台に近い地域で起きた出来事にも言及した。「ルービン天文台で科学観測が始まったことを祝う一方、私たちは、コキンボ地方とその周辺を襲った最近の壊滅的な嵐の影響を受けた職員とチリの地域社会に思いを寄せている。私たちが最も重視しているのは、この地域で働く職員の安全と健康を確保し、私たちが暮らし、働く地域社会を支援することだ。LSSTによる科学観測の始まりを記念するこの画像をコキンボ地方の人々に捧げたい。天文学とチリのAURA天文台を数十年にわたって支えてくれたことに対する、ささやかな感謝の印である」

ルービン天文台は、コキンボ州エルキ県にある標高2,682メートルのセロ・パチョン山に建つ。10年前に建設が始まって以来、天文台の観測は、この場所の優れた大気の安定性、暗い夜空、乾燥した空気に支えられてきた。

■過去の観測プロジェクトとの比較

南天の6分の1にわたり、9か月間の試運転観測から得られたEDP2のCOSMOSカタログに収録される50万個以上の銀河は、将来のサーベイの規模を先取りしている。完成時の「Legacy Survey of Space and Time」は、最終的に約200億個の銀河と170億個の恒星をカタログ化する見込みだ。比較すると、ルービン天文台以前に完了した最も包括的なスカイサーベイであるスローン・デジタル・スカイサーベイ（SDSS）は、主要観測範囲の1万4,555平方度で約5億個の天体をカタログ化したが、到達した測光限界はルービン天文台より浅い。ルービン天文台の全サーベイカタログは、完成すれば、個々の天体について過去のすべての光学サーベイを合わせた以上のデータを収録すると見込まれている。

■注目ポイントQ&A

●EDP2とは何ですか？2025年6月のFirst Look画像とはどう違うのですか？

EDP2（Early Data Preview 2）は、3.2ギガピクセルのLSSTカメラによる観測に基づく、ルービン天文台初の科学グレードデータリリースです。2025年6月のFirst Look画像には、望遠鏡の位置合わせと試験のために設置された小型の試作機器、コミッショニングカメラ（ComCam）が使われました。EDP2は、ルービン天文台の科学パイプラインv30ですべての処理を行い、測光等級、位置、形状、色などを収録した、較正済みで科学分析に利用できる測定カタログを提供します。First Lookがルービン天文台で「何が見えるか」を示したのに対し、EDP2は「何を測定できるか」を提供します。

●なぜCOSMOSフィールドが選ばれたのですか？その科学的価値は何ですか？

COSMOSフィールドは2003年以来、ハッブル宇宙望遠鏡、超大型干渉電波望遠鏡群（VLA）、XMM-Newton、すばる望遠鏡、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡などにより、電波、可視光、紫外線、X線、赤外線という幅広い波長で継続的に観測されてきました。20年以上にわたる多波長観測の蓄積により、ルービン天文台が検出した天体を、同じ天体について過去に得られた特性と照合できます。ルービン天文台は、従来のCOSMOSサーベイにはなかった、時間を追った反復観測を加えます。EDP2は、COSMOSを静的な地図から、何十万もの銀河の変化を追跡できる動的な記録へと変える第一歩です。

●一般の人々はいつルービン天文台の科学データにアクセスできるようになりますか？

EDP2は現在、米国とチリの研究者、および認定された国際的な現物貢献プログラムのメンバーにアクセスが限定されています。一般公開は2年間の専有期間後に予定され、EDP2期のデータは2028年頃に公開される見込みです。LSSTサーベイの最初の1年間のデータに基づく初の年次データリリース（DR1）も、2026年6月30日のサーベイ開始から約2年後の2028年頃になると見込まれています。約500ペタバイトになると予測されるLSSTの全データセットは、2030年代半ばにサーベイが終了した後、一般に公開される予定です。それまでの間も、Rubin Skyviewerを使えば、誰でも無料でCOSMOS画像を閲覧できます。

●満月45個分の空を1回の30秒露光で撮影できるのは、どのような技術によるものですか？

3つの技術的要素の組み合わせによって、この視野を実現しています。第一に、三鏡式アナスチグマート光学系です。精密に成形した3枚の非球面鏡によって3種類の主要な光学収差を補正し、同等の口径を持つ従来の二鏡式望遠鏡では維持できない、直径3.5度の視野全体で鮮明な像を結べます。第二に、189個のCCDセンサーを敷き詰めた、直径64センチメートルのLSSTカメラの平坦な焦点面が、その視野全体を同時にカバーします。第三に、マイナス100度に冷却されたディープデプレッション型の裏面照射CCDにより、焦点面全体を2秒で読み出せます。このため、30秒の露光を終えた後、合計40秒以内に次の撮影に移れます。これら3つの能力をこの規模で組み合わせた広視野カメラは、これまで存在しませんでした。

元記事: Rubin Delivers First Science Catalog From Full Camera: 500,000 Galaxies Across 3,000 Square Degrees