リチャード・B・ダン太陽望遠鏡

ダン太陽望遠鏡（リチャード・B・ダン太陽望遠鏡とも呼ばれる） ^{[ 1 ]}は、高解像度イメージングと分光観測に特化したユニークな垂直軸太陽望遠鏡でした。ニューメキシコ州サンスポットのサクラメント・ピークに位置していました。これは、ニューメキシコ州立大学が国立太陽観測所と提携して、国立科学財団^{[ 2 ]}、ニューメキシコ州、およびその他のパートナーからの民間資金によって運営するサンスポット太陽観測所の主望遠鏡でした。ダン太陽望遠鏡は、世界中の天体物理学者が太陽とそれが地球に与える影響をよりよく理解するのに役立っています。2026年2月、米国国立科学財団は、施設内で液体水銀が発見され、その後の安全と環境への懸念を受けて、望遠鏡を解体し、サクラメント・ピークの敷地を復元すると発表しました。^{[ 3 ]}

1969年に完成したこの望遠鏡は、2004年に高次補償光学系によってアップグレードされ、新しい計測機器や技術の開発のための重要な試験プラットフォームとして機能する、非常に汎用性の高い天体観測所となった。

ダン太陽望遠鏡は、太陽の高解像度画像撮影と分光観測を専門としています。これらの観測により、世界中の太陽天文学者は太陽についてより深く理解することができます。科学者や技術者は、この望遠鏡を用いて、人工衛星やロケット打ち上げと連携しながら、さまざまな太陽活動を調査したり、4メートル級のダニエル・K・イノウエ太陽望遠鏡のための新技術を開発したりしています。

この望遠鏡は、1969年に世界最高峰の高空間分解能光学式太陽望遠鏡として開所しました。水平方向に回転する直径40フィート（12メートル）の観測台を備えているため、観測機器を望遠鏡本体に取り付ける必要がなく、汎用性と使いやすさを兼ね備えた望遠鏡となっています。地球の大気による像のぼやけを補正するため、2つの高次補償光学ベンチが設置されています。 

建物全体が上から下まで一体型の計測機器となっている。建物の半分以上が地下にあり、塔は地上41メートル（136フィート）まで伸びている一方、掘削された最下点（貯水槽の底）は地下69メートル（228フィート）にある。コンクリート製の塔の内部には、厚さ3フィート（約90センチ）の壁を持つ垂直の真空管が設置されている。  

光路はタワーの頂上にあるヘリオスタットから始まります。タワーの頂上にある入口窓と2枚の鏡が太陽光を真空管に反射し、地下193フィート（59メートル）にある64インチの主鏡に導きます。^{[ 4 ]}主鏡は光を集束させて反射し、地上階の光学実験室の床にある6つの石英光学窓から真空管を出て行きます。 

望遠鏡の光学系全体――塔の頂上から地下部分の基部、そして直径40フィート（12メートル）の観測室の床まで――は真空管内に収められている。光学系を真空にすることで、太陽光を集光する際に発生する大きな熱によって望遠鏡内部で生じる対流による歪みを排除している。 

250トンを超える内部真空管は、 10トンの水銀を含む水銀フロートベアリングによって塔の頂上から吊り下げられています。このベアリングにより真空管全体を回転させることができ、太陽が昇るにつれて像が回転するのを補正します。ベアリングは、それぞれ直径わずか76ミリメートル（3.0インチ）の3本のボルトで固定されています。その大きさや重さにもかかわらず、望遠鏡の大部分は、主観測台の脇にある単一の制御室から制御および監視することができます。 

ダン太陽望遠鏡には回転式の光学ベンチがあり、研究対象となる科学分野の要件に応じて、複数の観測構成に調整できます。最も広く使用されている4つの観測機器は、しばしば1つの複雑な観測構成で組み合わせて使用​​されます。

• 線形偏光を用いないスペクトル線による望遠鏡の偏光特性の推定。^{[ 9 ]} Derks, A., Beck, C., Martínez Pillet, V., 2018. Astronomy and Astrophysics volume 615, A22 (2018)
• 木星ドップラー分光イメージングのためのダン太陽望遠鏡の適応。^{[ 10 ]} Underwood, TA、Voelz, D.、Schmider, F.-X.、Jackiewicz, J.、Dejonghe, J.、Bresson, Y.、Hull, R.、Goncalves, I.、Gualme, Pa.、Morand, F.、Preis O.、SPIE Optical Engineering 10401Y (2017)
• 太陽コロナ磁場は、遍在する黒点波に適用される地震学的手法を用いて導出される。^{[ 11 ]} Jess et al., 2016. Nature Physics、第12巻第2号、2016年2月の表紙記事。
• ダン太陽望遠鏡における太陽多重共役適応光学系。^{[ 12 ]} Rimmele, T., Hegwer, S., Richards, K., Woeger, F., 2008, Multi-Conjugate Adaptive Optics.
• 適応光学補正された太陽データを用いたスペックル干渉法。^{[ 13 ]} Wöger, F., von der Lühe, O., Reardon, K., 2008, Speckle Interferometry.

太陽真空タワー望遠鏡の設計は、建築家兼エンジニアのチャールズ・W・ジョーンズによって1963年に開始された。最終的な建物の建設は、米国陸軍工兵隊の指揮の下、1966年に始まり、 建築設計事務所のログリン・アンド・バラン・アソシエイツによって、約300万ドルの費用をかけて1967年に完了した。最終的にこの装置が献呈されたリチャード・B・ダン^{[ 14 ]}は、 1969年にこの装置の完成について『スカイ＆テレスコープ』誌に記事を書いた。記事からの引用：「私たちの設計では、太陽観測機器に関するあらゆる会議で議論される局所的なシーイングの問題を何よりもまず解消したかったのです。太陽天文学者は、観測ドームのスリットによって引き起こされる乱流、ドーム表面の加熱、望遠鏡の加熱、局所的な対流、光学系内の乱流などを心配しています…私たちの場合は、ドームをなくしました。135フィートのピラミッド型の塔の高いところに窓を設置し、塔の中にある望遠鏡全体から空気を抜きました。後者は局所的な対流の影響を軽減し、真空によって内部の乱流とシーイングの問題を解消します。また、暖房された観測室の快適さも提供します[…]」^{[ 15 ]}

このタワー型望遠鏡は、もともと1969年10月15日に開所式が行われ、1998年にリチャード・B・ダンにちなんで改名されました^{[ 16 ] [ 17 ]}。施設内の銘板には、「太陽天文学における最も創造的な機器製作者の1人にちなんで名付けられたこの真空タワー型望遠鏡は、サクラメント・ピーク天文台におけるリチャード・B・ダンの長い科学者としてのキャリアの傑作です（1998年）。DSTに使用された真空タワーの建設は、将来の太陽観測機器に大きな影響を与えました。このタイプの太陽望遠鏡から得られる画像は非常に鮮明であったため、それ以降に建設されたほとんどすべての大型太陽望遠鏡は、真空タワーの概念に基づいています。」と記されています。

2026年2月、米国国立科学財団（NSF）は、リチャード・B・ダン太陽望遠鏡の建物内で液体水銀が発見されたことを受け、ニューメキシコ州サンスポットにあるサクラメント・ピーク天文台の解体と敷地の復元を進めると発表した。天文台とビジターセンターは安全と環境上の理由から閉鎖された。^{[ 3 ]}

NSFは、望遠鏡の水銀を除去して安全に処分すると、施設が使用不能になると判断した。修復後、望遠鏡は解体され、敷地は復元され、ダン太陽望遠鏡とサクラメントピーク天文台の科学的遺産を強調する教育展示を開発する計画がある。^{[ 3 ]}

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