宇宙最大・最詳の磁場地図「SPICE-RACS」公開 — 過去20年の常識を覆す革新

2026年6月4日、天文学の歴史に残る巨大な一歩が踏み出された。オーストラリア国立科学機関CSIROとSKAO（国際電波天文学機構）の国際研究チームが、史上最大かつ最も詳細な宇宙磁場の地図「SPICE-RACS」を公開したのだ 。この地図は、過去20年間に作られた全磁場地図を合わせた面積の5倍という圧倒的な規模で、南天のほぼ全域（南天極から赤緯+30度まで）をカバーしている 。

「見えないもの」を見る技術 — ASKAPとファラデー回転

この偉業を支えたのは、西オーストラリアのマーチソン電波天文学観測所（ワジャリ・ヤマジ族の土地、先住民の名称で「イニャリマンハ・イルガリ・ブンダラ」）に設置された、CSIROのASKAP電波望遠鏡である 。ASKAPは、広視野と高速スキャンを両立する独自の「ディッシュ回転システム」を持ち、わずかな時間で広大な空の深部まで観測できる 。

今回の地図作成は、RACS-low3（Rapid ASKAP Continuum Survey 第3低バンド観測）のデータに基づく。中心周波数887.5 MHzのこの観測では、**ファラデー回転（Faraday rotation）**と呼ばれる物理現象を精密に測定した 。

ファラデー回転とは？ — 直線偏波した電波が、磁場を帯びたプラズマ（電離ガス）の中を通過すると、偏波面が回転する現象。回転の大きさ（ファラデー回転量度、RM）は「磁場の強さ×電子密度×経路長」に比例するため、遠方銀河からの電波の回転量を測れば、その間に存在する磁場の強さと位置を立体的に再構築できる 。

研究チームはASKAPの広帯域（800～1087 MHz）と細かい周波数分解能を活かし、約400万個の銀河すべてについてRMを収集。従来のRMカタログ（約10万個）と比べて約40倍の情報量を持つデータセットを構築した 。平均RM誤差はわずか2.2 rad/m²、ソース密度は1平方度あたり約7個で、RMグリッドの「解像度」は約23分角に達する 。

地図が明かした「宇宙の隠された骨格」

これまで存在自体は知られていても、その形をほとんど捉えられなかった宇宙磁場の「網の目」が、SPICE-RACSによって初めて鮮明に浮かび上がった。重要な発見は以下の通り 。

• 銀河磁気フィラメント：天の川銀河の南北両極域を横断する、直線的なフィラメント状のRM構造を多数検出。中性水素や星間塵の分布と酷似しており、銀河磁場が星間物質と強く結びついていることを示す。
• 「ジッパー状」RMパターン：天の川銀河の中心に近い領域（銀経60°～270°）で、銀河面をはさんで符号が反転する準周期的なRM構造を発見。銀河バー（棒状構造）や中心核に起因する磁場反転の可能性が示唆される。
• 超新星残骸「G353-34」：過去に拡散偏波で示唆されていたリング状の強いRM構造が、今回初めて高解像度で確認された。
• マゼラン雲との相互作用：大小マゼラン雲と天の川銀河の間の磁場環境が初めてマッピングされ、銀河間相互作用の磁気的側面の研究に道を開いた。
• 100億年前の銀河周辺ガスの磁場：同時発表の伴論文では、SPICE-RACSのデータとDESIクエーサーカタログを組み合わせ、赤方偏移z～1（約100億光年彼方）にある銀河の周囲を取り巻く磁化ガスの大規模サンプルを作成 。銀河の星形成活動を左右するガス循環に、磁場がどう関与しているかの手がかりが得られた。

過去20年の「データ冬の時代」からの脱却

SKAO主任科学者ナオミ・マクルーア・グリフィス教授は、今回の成果の意義をこう表現する 。

「この20年間、天文学者たちは事実上、たったひとつの同じデータセットでやりくりしてきました。しかも、それは南天すらカバーしていなかったのです。」

SPICE-RACS DR2は、その状況を根底から覆した。

• 全天カバー率：過去の全磁場地図統合の5倍
• ソース数：約40倍（400万 vs. 10万）
• 南天カバー範囲：史上初めて南天極から赤緯+30度までを完全網羅
• RM測定精度：広帯域化により、従来の狭帯域観測で問題だった「ファラデー複雑性」のあいまいさを解消

未来への展望 — POSSUM、そしてSKAへ

SPICE-RACSは、**POSSUM（Polarisation Sky Survey of the Universe's Magnetism）**国際共同研究の初期成果である 。POSSUMの目標は、（1）約3万平方度に及ぶ包括的RMグリッドの構築、（2）天の川銀河磁場の詳細研究、（3）銀河・銀河団・宇宙網の磁場の探査、の3本柱 。

近い未来（ASKAP）：今後数年、POSSUMチームはASKAPのさらなる深掘り観測を進め、周波数帯域と感度を拡張した、さらに高精細な地図を生み出す予定 。

遠い未来（SKA）：2020年代末に初期運用が始まるSKA（平方キロメートルアレイ）電波望遠鏡は、宇宙磁場を桁違いの解像度で描き出す。SKAが掲げる5大重要科学課題のひとつが「宇宙磁場」であり、ASKAPはその直系の前駆望遠鏡である。SKAが建設される西オーストラリアの地は、まさに今回のSPICE-RACSを生んだ場所でもある 。

問いの核心 — 磁場はいつ、どこで、なぜ存在するのか

今回のマップは、長らく「解決不可能」とさえ言われた根源的な謎に、初めて実証的な道を開いた。

• 磁場はいつ宇宙に現れたのか？
• 宇宙網の磁場は、銀河の形成と進化にどう影響したのか？

マクルーア・グリフィス教授は「かつては、答えられない問いだと思っていました」と振り返る 。しかし今や、約400万の「宇宙の灯台」からの偏波データが、これらの問いを解き明かすための羅針盤となった。

SPICE-RACSの全データはCSIROのデータアクセスポータルを通じて誰でも自由に利用可能であり、すでに世界中の研究者が新たな発見に乗り出している 。宇宙磁気学は、今まさに「20年続いた冬」を抜け、前人未到の探査の夏を迎えたのである。