まだ誰も見たことのない宇宙をこの目で見たい。もっと遠い天体を見つけたい。そして宇宙で最初に生まれた天体にたどり着きたい。これは天文学者の夢であるだけでなく、現代を生きる私たち人類のロマンでもあります。ULTIMATEは、生まれて間もない時代の宇宙に挑む計画です。すばる望遠鏡はこれまでも遠方宇宙の広域探査で世界をリードしてきました。ULTIMATEでは、特に近赤外線(特に2μm帯)での高い感度を生かし、2020年代の欧米の近赤外線宇宙望遠鏡計画(EuclidやNancy Grace Roman Space Telescope)とタイアップする事で、宇宙初期の天体形成を観測的に解き明かします。 

銀河の画像を見て「美しい」と思ったことがある人は多いでしょう。でも、銀河がどのようにその美しい姿を獲得したのか、考えてみたことはありますか？ULTIMATEは宇宙の歴史を遡り、銀河の形成と進化の歴史をシャープに描き出します。遠方銀河を見つけるだけでなく、ULTIMATEならその高い空間解像度を生かして、遠方宇宙の個々の銀河の内部構造まで明らかにすることができます。近傍銀河の観測であれば巨大分子雲のスケールへ、銀河系の近傍天体であれば個々の星々にまで分解して、銀河内部で起きている物理現象が手に取るように分かります。ULTIMATEはさまざまな時代の銀河を徹底解剖し、銀河という天体の素性を明らかにします。

静寂に見える宇宙も決して止まっているわけではありません。宇宙のいたるところで様々な爆発現象が起きています。ULTIMATEで広視野・高感度のモニタリング観測を行うことで、超遠方宇宙で起きる超新星爆発を捉えることができるかもしれません。超新星には超高輝度超新星(superluminous supernovae)や対不安定型超新星(pair-instability supernovae)とよばれる特別に明るいタイプがあることが知られていて、ULTIMATEを使えば、宇宙誕生から数億年の時代の宇宙にこれらの爆発現象を発見できると期待されます。発見される超新星のなかにはいわゆる初代星の爆発も含まれると期待され、宇宙最初期の星の性質や進化、そして重元素の起源を解き明かす手がかりとなるでしょう。

ULTIMATEの特長である近赤外線での広視野・高解像度の観測能力は、銀河系中心や銀河面、さらに銀河系内の星形成領域のように星が混み入った領域や塵に深く埋もれた領域の観測で威力を発揮します。銀河系中心(バルジ)領域の広視野モニタリング観測からは、「マイクロレンズ」と呼ばれる手法で恒星質量ブラックホールを見つけ出し、また恒星の位置情報(アストロメトリ)から星の動きを長期にわたり調査できると期待されます。また銀河面に沿ってULTIMATEで広域に探査することで、これまで星密度が高くて分解できていなかった様々な種族の星を個別に検出し、主系列星、激変星、超新星残骸やOH/IR星などの研究も飛躍的に進むことが期待されます。さらに銀河系内に分布する星形成領域の系統的な観測から、さまざまな環境下での初期質量関数(IMF)を調べ上げ、その普遍性や環境依存性を明らかにすることができます。このようにULTIMATEは赤外線域での広視野・高解像度観測が鍵を握るすべての研究分野で新しい時代を切り拓きます。