2006 Fiscal Year Annual Research Report
レーザーガイド補償光学系による遠宇宙の近赤外高解像観測
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14002009
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| Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
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Principal Investigator |
家 正則 国立天文台, 光赤外研究部, 教授 (30111446)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
有本 信雄 国立天文台, 光赤外研究部, 教授 (60242096)
高見 英樹 国立天文台, ハワイ観測所, 助教授 (00270455)
高遠 徳尚 国立天文台, ハワイ観測所, 主任研究員 (50261152)
早野 裕 国立天文台, ハワイ観測所, 上級研究員 (80390623)
小林 尚人 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (50280566)
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| Keywords | 補償光学 / 可変形状鏡 / 波面センサー / ナトリウムレーザー / 最遠銀河 / 高解像観測 / 銀河の形成と進化 / 宇宙の再電離 |
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| Research Abstract |
本特別推進研究では、ハワイ島マウナケア山頂の国立天文台すばる望遠鏡(口径8.2m)の空間解像力を格段に改善するため、「レーザーガイド補償光学系」を新規開発し、これを用いた最先端の観測的研究の道を拓くことを目的とした。
新補償光学系は、本研究グループが2000年に完成させた36素子補償光学系の経験を活かし、制御素子数が5倍の188素子補償光学系を開発した。このシステムは天体からの光波面の乱れを毎秒1000回測定し、波面乱れを修正するための形状可変鏡をリアルタイムで駆動して補償し、大気のゆらぎの効果を打ち消して、望遠鏡の回折限界の解像力を実現するものである。2006年10月に行った試験観測で、このシステムを使わないときに0.6秒角になる星像のサイズがその10分の1の0.06秒角にまで改善され、空間解像力と感度が格段に向上することが実証できた。
新補償光学系のもう一つの大きな開発要素は「レーザーガイド星生成システム」であった。こちらについては理化学研究所の協力を得て、全固体和周波レーザー方式でナトリウムD2線で発振する出力4Wのレーザー光源を完成させ、フォトニック結晶光ファイバーにより、すばる望遠鏡の先端に取り付けた直径50cmの送信望遠鏡に導き、望遠鏡の指向方向に高出力レーザービームを送出できるシステムが完成した。2006年10月に行った試験観測により、このレーザービームにより、高度90kmの高さに存在するナトリウム原子が励起発光し、補償光学系で必要となる波面測定に十分な明るさの人工星を任意の方向に作ることができることが実証できた。
この間、本研究グループは赤方偏移7.0の世界記録となる最も遠い銀河、つまり宇宙で最も若い昔の時代の銀河を発見した。これらの二大システムを融合した、本格的なレーザーガイド補償光学系による遠宇宙の銀河の高解像観測の見通しが得られたので、今後このシステムを更に成熟させつつ、銀河形成と進化の観測的研究を進める予定である。
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