次世代の望遠鏡は宇宙の奥深い歴史を覗き見ることになる

天文学者たちは最近、5か月間で3つの巨大な望遠鏡の起工式を開催した。最初の望遠鏡は2021年までに観測を開始する予定だ。望遠鏡の光を集める鏡はそれぞれ直径80〜126フィートで、現在標準となっている33フィートの双鏡を持つWMケック天文台の鏡をはるかに超える大きさになる。

これほど大きな望遠鏡の場合、課題の 1 つは、空を楽に横切って旋回でき、大気のぼやけを最小限に抑える設計を開発することです。これらのハードルを克服して、エンジニアは現在の世代の望遠鏡の 100 倍の解像度で宇宙の写真を撮影する観測所を作成しました。天文学者は、ビッグバン直後に生まれた星を研究し、宇宙の膨張をより詳細に検出し、他の星の周りの惑星に生命の兆候を探すためにそれらを使用します。さらに魅力的なのは、未知の可能性、つまり天文学者がまだ尋ねるべきことを知らないが、新しい、より強力なツールによって必然的に偶然に遭遇する質問です。

ある意味、5 か月で 3 件の起工式が行われることは、それほど意外なことではない。過去 1 世紀にわたって、設計の飛躍はおよそ 30 年ごとに起きてきたため、今回の起工式は予定どおりのペースだ。新しい 30 メートル望遠鏡のプロジェクト マネージャーであるゲイリー サンダース氏は、30 年は単に技術が進歩して新しい施設を建設するのに必要な期間に過ぎないと説明する。機能のアップグレードにはコストがかかる。天文台は 1 台あたり 10 億ドル以上かかり、ケックなどの既存の施設からリソースが奪われる可能性が高い。しかしサンダース氏は、天文学者がそれらを有効活用すると確信している。「1 年は 365 夜しかありません」とサンダース氏は言う。「そして、答えなければならない疑問はたくさんあります。」

「新しい望遠鏡が誕生するたびに、私たちは予想もしなかった新しい発見をします。科学を本当に推進するのは、偶然の幸運なのです。」

—ヴァッサー大学の天文学教授であり、アメリカ天文学会の元会長であるデブラ・エルメグリーン

空を見上げる

望遠鏡の主鏡（天空からの光を検出器に集中させるガラス）の大きさによって観測能力が決まります。鏡が大きいほど、より精細な画像が得られます。次世代の鏡がケック I および II とどのように比較されるかを見てみましょう。

雰囲気を消す鏡

大気によるぼやけ効果を補正する補償光学（AO）システムは、現在の大型望遠鏡が完成してから何年も経ってから追加された。新しい望遠鏡では、AO は標準機能となっている。アクチュエーターが、望遠鏡の光路にある鏡の曲率を、1 秒間に約 800 回、数ミクロンずつ調整する。TMT の主任観測機器担当者であるリュック・シマール氏は、AO により、これらの天文台では、数十億ドルの望遠鏡の 4 倍の費用がかかったハッブル望遠鏡よりも 10 倍鮮明な写真を撮影できるようになると述べている。

この記事はもともと、2015 年 1 月号の『Popular Science』に「Colossal Scopes On The Horizo​​n」というタイトルで掲載されました。