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X線は分厚い地球大気に遮られ，地上に届くことはないので，人工衛星にX線観測装置を搭載して，宇宙から観測します．1993年打ち上げの「あすか」衛星や2005年打ち上げの「すざく」衛星（図1 ），さらには2016年に打ち上げられ素晴らしい成果を残しつつ残念なことに短命に終わった「ひとみ」衛星，これらには我々がNASAとともに開発した，X線反射望遠鏡が搭載されていました（図2）．光子のエネルギーが可視光より1000倍大きいX線は，正面から金属に当たっても反射しませんが，1-2度という非常に浅い角度であれば反射します．それゆえ，100-200枚の金属フォイルをバウムクーヘンのように多数並べる「斜入射光学系」を用います．この時，金属表面にナノメートル厚のプラチナや炭素などを，決められた間隔で約100層ほど積層すると，さらに1 桁エネルギーの高い硬X線も集光・結像できるようになります．「多層膜スーパーミラー」と呼ばれるこの新技術を用いて，「ひとみ」衛星には硬X線で世界最高感度の装置が搭載されていました．今は，さらに高感度の硬X線観測を目指したFORCE計画，逆によりエネルギーの低い軟X線の精密分光を目指すDIOS計画への研究開発を続けながら，2020年打ち上げ予定のX線の偏光を撮像するNASAのIXPE衛星，「ひとみ」の軟X線精密分光を回復する2021年ごろ打ち上げ予定のXARM衛星の開発に参画しています．もちろん「すざく」や「ひとみ」の既存のデータや，NASAのチャンドラ，ESAのニュートン衛星など，現役のX線衛星を用いた観測研究も進めています．例えば図3に示したのは，宇宙最大の天体銀河団をX線で見た姿です．同じ大きさ・重さの銀河団でもなぜか天体毎に10倍ほどX線光度がばらつくのですが，我々は際立って暗い例は銀河団衝突で生まれることを発見しました．他にも、我々の銀河の中に，鉄の蛍光X線だけで見える領域を発見し，高エネルギー陽子と分子雲の相互作用によるものかもしれないという仮説を提唱しています(図4)．
 
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雷から高エネルギーガンマ線が到来することが，2000年ごろに発見されました．我々は，宇宙X線・ガンマ線観測技術を活かして地上と宇宙から雷ガンマ線の観測を続けており，2017年には雷からのガンマ線により瞬間的に中性子や陽電子や多く発生することを発見し（榎戸らNature 2017），さらには2019年打ち上げ予定の雷ガンマ線観測専用衛星TARANISにも参画しています．
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重力波はアインシュタインが一般相対性理論により100年以上前にその存在を予言した重力の波です．重力波は潮汐的な時空のひずみが光速で伝わる波で，物質が加速度運動をすると放射されます．2015年に，アメリカのLIGOにより重力波の初検出がなされて以来，ブラックホール連星や中性子星連星の合体からの重力波が相次いで検出されてきました．まさに，重力波によりこれまで電磁波では見ることができなかった新しい宇宙の姿を観測する，いわゆる重力波天文学が創成したのです．そして，重力波天文学のもたらす様々なサイエンスの中でも，最もエキサイティングなものの一つが宇宙開闢の瞬間を探ることです．我々は，宇宙誕生直後（10-35秒頃）に起こったと考えられているインフレーションの時代に生成された重力波を検出し（図5），宇宙がどのように誕生したかを解明することに挑戦します．具体的には，日本が推進しているスペース重力波アンテナDECIGO（図6）のため，量子ロッキングなどの新しい手法を用いて不確定性原理で規定される標準量子限界を破る技術を開発します．また，地上においてインフレーションからの重力波検出を可能にするような全く新しい重力波検出方法の開発にも挑戦します．
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