Essay■　5_65　かなたの星まで5：すばる望遠鏡
Letter■　設置の条件・帰省
Words ■　故郷は近きで想うもの

（2007.09.13）
　 地上の望遠鏡でも、ハイテクを利用することで、宇宙望遠鏡に劣らない精度の観測が、なされるようになってきました。その代表が、日本が世界に誇る「すばる望遠鏡」です。

Essay■　5_65　かなたの星まで5：すばる望遠鏡

　大気圏外に望遠鏡を上げて、大気や重力による影響のない観測を行うという話を前回しました。宇宙望遠鏡もいいことばかりではなく、問題もあります。費用がかかる点とメインテナンスが大変であるという問題です。
　 1990年4月24日に打ち上げられたハッブル宇宙望遠鏡は、打ち上げ直後に、製作ミスでレンズがゆがんでいることがわかりました。そのミスは、鏡の端が設計より0.002mmのゆがみでした。そのため、設計上の性能と比べて、5％の解像度しか出なくなっていました。それでも地上の望遠鏡の性能には勝っていましたが。
　 当初、観測データを、ソフトでなんとか補正したのですが、1993年12月、スペースシャトルによって、その歪みが修理によって補正されました。その修理は非常に難しい作業であるために、スペースシャトルのクルーは1年間訓練を積みました。
　 ハッブル宇宙望遠鏡は、15年（2005年まで）の運用期間を予定したのですが、2013年まで利用を続けるための修理が行われました。メインテナンスができなくなれば、軌道上に留まることができず、やがては落下してしまいます。これは、宇宙でのメインテナンスが大変だということを示す好例です。
　 ハッブル宇宙望遠鏡の打ち上げ直後の1991年に、地上で最大の望遠鏡の計画が持ち上がっていました。日本の「すばる望遠鏡」です。この望遠鏡は、世界最大の直径8.3mを有する一枚鏡の反射望遠鏡です。この鏡は、7年以上の歳月をかけてつくられました。
　 すばる望遠鏡は、ハワイのマウナ・ケア山頂（標高4,205m）に建築されました。1998年10月に完成し、1999年1月29日にファーストライトをとらえました。
　 大きな鏡は、どうしても、地球の重力でたわみます。そのたわみをコンピュータが補正して、反射鏡の裏からの261本もあるアクチュエータとよばれるもので、正確に修正していきます。その結果、すばる望遠鏡の鏡面は、常に100nm（10の-7乗メートルの桁）の精度を保っています。また、建物の中の空気の乱れも最小限にする工夫もなされています。
　 それでも、大気の乱れによって、星がゆがんで見えます（シンチレーションと呼びます）。位置のわかっている明るい星が、観察したいの星の近くにあれば、それの明るい星を基準（ガイド星）にして、補正されます。ガイド星が大気の乱れで見える位置が変わると、その乱れを即座に計算して、リアルタイムで補正しながら目的の星の光を観測しています。
　 もし、近くにガイド星がないときは、人工的にガイド星をつくるということがなされています。レーザーを天文台から空に向けて照射します。高度100kmほどのところにあるナトリウム層に、そのレーザーをあて、ナトリウムを発光させます。するとそれがガイド星と同じ役割を果たします。この方法は、日本が独自に開発して、すばる望遠鏡で2006年10月にはじめて成功しました。
　 もっと解像度を上げることが、将来、可能でしょうか。いいかえると、いくらでも解像度を上げることができるからということです。
　 実は、解像度には限界があります。光は、粒子と波の両方の性質を持っています。光学望遠鏡は、光の粒子としての性質を利用して解像度を上げてきました。しかし、解像度が上がるにつれて、より小さいのもの、つまり光の波長に近づいてきます。もし波長より小さくなると、光は波の性質によって回折という現象が起きます。回折現象がおこると、物体の後まで光が回りこんでしまい、光が曲がって、到達しないはずのところまで光がとどきます。回折がはじまるところが、解像度の限界（回折限界とよばれます）となります。
　 近赤外線の波長領域では、ほぼ観測限界に達しつつあります。今のところ、すべての波長で限界には達していませんが、近いうちに、ほぼ限界の能力を持つにいたることでしょう。
　 しかし、まだまだ人間の智恵は留まるところを知りません。銀河内の天体の年周視差を、宇宙望遠鏡のヒッパルコス衛星より、もっと精度を上げて測ろうという試みがなされています。これは、次回としましょう。

■ Letter to Reader　設置の条件・帰省

・設置の条件・
すばる望遠鏡の性能は素晴らしいだけではなく、
その性能を十分活用した成果も多数挙げられています。
赤外線による最遠の超新星爆発、
最遠（128億光年）の銀河団、
最遠（128億8000万光年）の銀河、
など多くの大発見しています。
本当は、日本に望遠鏡があればいいのですが、
そうもいきません。
望遠鏡の精度を考えると、
観測条件もよくないとなりません。
そのような場所は、やはり限られてきます。
光の害がないこと（都会から離れている）、
大気がきれいなこと
晴天率が高いこと、
気流が安定していること、
広い範囲の星域を観察できる地形（高い標高がいい）、
などを考えて、天文台が設置される場所が選定されます。
チリのアンデス山脈、カナリア諸島などの高山も条件を満たしますが、
地の利でハワイのマウナ・ケアが選ばれました。

・帰省・
このメールマガジンが皆さんの届く頃、
私は、愛媛県西予市城川町にある地質館で作業をしているはずです。
毎年のように訪れている城川ですが、
今年がいよいよ区切りとなりそうです。
この作業が終わったら、
次に、どのようなことをするかは、まだ未定です。
しかし、今では、城川は私の第2の故郷のようになっています。
私が子供の頃に見ていた田園風景を
城川では、今、見ることができます。
そんな郷愁を味わいながら、
どんな雑音にもさえぎられることなく、
仕事ができるのは、非常にありがたいことです。
いつも、行けば、リフレッシュすることができます。
今年も、そんな「帰省」をします。