ヨーロッパ南天天文台

南半球天文研究のためのヨーロッパ機構

(左から右): ESO のロゴ、加盟国の地図
略語	ESO [1]
形成	1962年; 62年前 （1962年）
タイプ	政府間組織
目的	天文学の研究機関
本部	ガルヒング、ドイツ
メンバーシップ	16
公用語	英語、フランス語、ドイツ語
事務局長	ザビエル・バルコンズ
Webサイト	eso.org より

ヨーロッパ南半球天文研究機構^[2]、通称ヨーロッパ南天天文台（ESO）は、地上天文学のための16の加盟国からなる政府間研究機関です。1962年に設立され、ESOは天文学者に最先端の研究施設と南の空へのアクセスを提供してきました。この組織は750人以上のスタッフを雇用し、加盟国から毎年約1億6,200万ユーロの寄付を受けています。^{[3]天文台は}チリ北部にあります。

ESOは、最大かつ最も技術的に進歩した望遠鏡のいくつかを建造し、運用してきました。これには、能動光学系の使用の先駆者である3.6メートルの新技術望遠鏡や、4つの個別の8.2メートル望遠鏡と4つの小さな補助望遠鏡で構成され、すべてが一緒にまたは個別に動作できる超大型望遠鏡（VLT）が含まれます。アタカマ大型ミリ波干渉計は、ミリメートルとサブミリメートルの波長範囲で宇宙を観測し、現在までで世界最大の地上天文学プロジェクトです。ヨーロッパ（ESOが代表）、北米、東アジア、チリの国際協力により2013年3月に完成しました。^{[4] [5]}

現在建設中なのは超大型望遠鏡だ。直径39.3メートルの分割鏡を使用し、今世紀末に運用が開始されれば世界最大の光学反射望遠鏡となる。その集光力により、他の恒星の周りの惑星、宇宙最初の天体、超大質量ブラックホール、そして宇宙を支配する 暗黒物質と暗黒エネルギーの性質と分布の詳細な研究が可能になる。

ESOの観測施設は天文学的な発見をし、いくつかの天文学カタログを作成しました。^[6]その発見には、最も遠いガンマ線バーストの発見と、天の川銀河の中心にあるブラックホールの証拠が含まれています。^{[7] [8]} 2004年、天文学者はVLTによって、173光年離れた褐色矮星を周回する太陽系外惑星（2M1207b）の最初の画像を取得することを可能にしました。 ^[9]旧式のESO 3.6m望遠鏡に搭載された高精度視線速度惑星探査装置（HARPS ）は、太陽系外で見られる最も小さい惑星の1つであるグリーゼ581cを含む太陽系外惑星の発見につながりました。^[10]

ヨーロッパの天文学者が共通の大きな天文台を設立するというアイデアは、1953年春にオランダのライデン天文台でウォルター・バーデとヤン・オールトによって提案された。 ^[11]このアイデアはオールトによって推進され、同年6月21日にライデンで天文学者のグループが集まり、検討された。その後すぐに、このテーマはオランダのフローニンゲン会議でさらに議論された。1954年1月26日、ヨーロッパ6カ国の天文学者によって、南半球に共同のヨーロッパ天文台を設立するという希望を表明したESO宣言が署名された。^[12]

当時、口径2メートル以上の反射望遠鏡はすべて北半球に設置されていた。南半球に天文台を建設するという決定は、南の空を観測する必要性から生じた。天の川の中心部やマゼラン雲など、研究対象の一部は南半球からしかアクセスできなかったからである。^[13]

当初は、ヨーロッパの天文台がいくつかあった南アフリカ（ボイデン天文台）に望遠鏡を設置する計画だったが、1955年から1962年にかけて行われた試験で、アンデス山脈のほうが望ましいことが判明した。天文学者のユルゲン・ストックがチリでの観測結果を熱心に報告すると、オットー・ヘックマンは南アフリカのプロジェクトを保留にすることを決めた。当時南アフリカとの契約に署名しようとしていたESOは、チリに天文台を設立することを決定した。^[15] ESO条約は、1962年10月5日にベルギー、ドイツ、フランス、オランダ、スウェーデンによって調印された。オットー・ヘックマンは1962年11月1日に同組織の初代事務局長に指名された。1963年11月15日、チリがESOの天文台の設置場所に選ばれた。^[16]

これら5カ国の天文学組織の協定案は1954年に草案が作成された。最初の文書にはいくつかの修正が加えられたが、協定は1960年の委員会で議論されるまでゆっくりと進められた。新しい草案は詳細に検討され、CERN（欧州原子核研究機構）の評議員は、政府間（組織間に加えて）協定の必要性を強調した。^[17] 協定と政府の関与は、サイトテスト遠征の費用が急速に高騰したため、差し迫ったものとなった。1962年の最終版は、組織間の類似性と一部のメンバーの二重加盟のため、CERN協定から大部分が採用された。^[18]

1966年、チリのラ・シヤにある最初のESO望遠鏡が運用を開始しました。^[12] CERNは（ESOと同様に）高度な機器を備えていたため、天文学組織は頻繁に原子力研究機関に助言を求め、ESOとCERNの間で協力協定が1970年に締結されました。数か月後、ESOの望遠鏡部門はジュネーブのCERNビルに移転し、ESOのスカイアトラス研究所がCERNの敷地内に設立されました。^{[19] ESOのヨーロッパ部門は1980年にドイツの}ガルヒング（ミュンヘン近郊） の新しいESO本部に移転しました。

チャナントール （1999）

パラナル（1998）

2024
年

ラ・シヤ（1964）

ボリビア

アルゼンチン

チリ

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ESO の 4 つの天文台を含むチリの地図

ESO の本部はドイツにありますが、その望遠鏡と観測所はチリ北部にあり、そこで同組織は地上の高度な天文学施設を運営しています。

• ニューテクノロジーテレスコープ（NTT）が設置されているラ・シヤ
• 超大型望遠鏡（VLT）があるパラナル
• アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計（ALMA）が設置されているチャナントール山

これらは南半球で天文観測を行うのに最適な場所の一つです。^[21] ESOのプロジェクトには、5枚の鏡の設計と以前に計画されていた圧倒的大型望遠鏡に基づく40メートル級の超大型望遠鏡（ELT）があります。ELTは世界最大の可視・近赤外線望遠鏡になります。ESOは2006年初頭に設計を開始し、2012年に建設を開始することを目指していました。^[22] ELTサイトの建設作業は2014年6月に開始されました。^[23] 2010年4月26日のESO評議会の決定により、4番目のサイト（セロアルマゾネス）がELTの本拠地となる予定です。^{[24] [25] [26]}

毎年、ESO望遠鏡の使用要請は約2,000件あり、利用可能な夜数の4～6倍に相当します。これらの機器で行われた観測は、毎年多数の査読付き出版物に掲載されており、2017年にはESOデータに基づく査読付き論文が1,000件以上出版されました。^[27]

ESO の望遠鏡は大量のデータを高速で生成し、ESO 本部の永久アーカイブ施設に保存されます。アーカイブには 150 万枚を超える画像 (またはスペクトル) が含まれており、総容量は約 65 テラバイト (65,000,000,000,000 バイト) のデータになります。

ラ・シヤは、チリのサンティアゴから北に600キロ、標高2,400メートルのアタカマ砂漠南部に位置し、ESOの最初の観測地点である。この地域の他の天文台と同様に、ラ・シヤは光害から遠く離れており、地球上で最も暗い夜空の一つである。^[33] ESOはラ・シヤで、3.6メートルの望遠鏡、新技術望遠鏡（NTT）、および2.2メートルのマックス・プランクESO望遠鏡の3つの望遠鏡を運用している。

この天文台では、観測期間中は望遠鏡に取り付けられ、その後取り外される訪問者用機器を収容しています。また、ラ・シヤには、1.2 メートルのスイスの望遠鏡や 1.5 メートルのデンマークの望遠鏡など、国立望遠鏡も設置されています。

この観測所の成果は、毎年約300件の査読済み論文に帰属する。ラ・シヤ望遠鏡による発見には、太陽系外で居住可能な領域にある最初の岩石惑星を含むグリーゼ581惑星系内の惑星のHARPS分光器による検出が含まれる。 ^{[34] [35]ラ・シヤのいくつかの望遠鏡は、}ビッグバン以来の宇宙で最もエネルギーの高い爆発であるガンマ線バーストと大質量星の爆発を関連付ける役割を果たした。ESOラ・シヤ観測所は、超新星SN 1987Aの研究にも役割を果たした。^[36]

ESO 3.6メートル望遠鏡は1977年に運用を開始しました。新しい副鏡の設置など、アップグレードが行われてきました。^[37]従来設計の馬蹄形望遠鏡は主に赤外線 分光法に使用されていましたが、現在は太陽系外惑星の探索や恒星震学に使用されるHARPS分光器を搭載しています。この望遠鏡は、非常に高い長期視線速度精度（1 m/s程度）を実現するように設計されました。^[38]

ニューテクノロジー望遠鏡（NTT）は、 1989年に開設された、経緯台望遠鏡で、口径3.58メートルのリッチー・クレティアン望遠鏡であり、コンピューター制御の主鏡を備えた世界初の望遠鏡である。柔軟な鏡の形状は、最適な画像品質を維持するために観測中に調整される。副鏡の位置も3方向に調整可能である。この技術（ESOによって開発され、アクティブオプティクスとして知られている）は、現在、VLTや将来のELTを含むすべての主要な望遠鏡に適用されている。^[39]

NTTを収容する八角形の筐体のデザインは革新的です。望遠鏡のドームは比較的小さく、フラップシステムによって換気されており、空気の流れを鏡全体にスムーズに導き、乱流を減らしてより鮮明な画像を生み出します。^[40]

2.2メートル望遠鏡は1984年初頭からラ・シヤで運用されており、マックス・プランク協会（ドイツ語ではマックス・プランク科学振興協会、MPG）からESOに無期限貸​​与されている。望遠鏡の使用時間はMPGとESOの観測プログラムで分担され、望遠鏡の運用と保守はESOの責任である。

この衛星の装備には、6700万画素の広視野撮像装置（WFI）があり、その視野は満月と同じくらい広く、^[41]多くの天体の画像を撮影しています。その他の機器としては、宇宙で最も強力な爆発であるガンマ線バーストの残光を観測するGROND（ガンマ線バースト光学近赤外線検出器）^[42]や、星の詳細な研究に使用される高解像度分光器FEROS（ファイバー給電式広域光学分光器）などがあります。

ラ・シヤには、ESOが運営していない国立望遠鏡やプロジェクト望遠鏡もいくつか設置されている。その中には、スイスのオイラー望遠鏡、デンマーク国立望遠鏡、REM、TRAPPIST、TAROT望遠鏡などがある。^[43]

• オイラー望遠鏡は、スイスのジュネーブ天文台が建造し運用している口径1.2メートルの望遠鏡である。主に南天半球の大型太陽系外惑星の探索に使用される高精度視線速度測定に使用されている。最初の発見はグリーゼ86を周回する惑星であった。^{[44]その他の観測プログラムは、}変光星、星震学、ガンマ線バースト、活動銀河核（AGN）と重力レンズの監視に焦点を当てている。^[45]
• 1.54メートルのデンマーク国立望遠鏡はグラブ・パーソンズ社によって建造され、1979年からラ・シヤで使用されている。この望遠鏡は軸外し式で、光学系はリッチー・クレティエン設計である。望遠鏡のマウントとドーム内の限られたスペースのため、指向性には大きな制限がある。^[46]

• ラピッドアイマウント望遠鏡は、主鏡が60センチメートル（24インチ）の小型の高速自動望遠鏡である。経緯台に取り付けられたこの望遠鏡は、2002年10月に運用を開始した。この望遠鏡の主な目的は、スウィフトガンマ線バーストミッション衛星によって検出されたガンマ線バーストの残光を追うことである。^{[43] [48]}
• ベルギーのトラピスト望遠鏡は、リエージュ大学とジュネーブ天文台の共同事業である。口径0.60メートルの望遠鏡は彗星や太陽系外惑星の観測に特化しており、準惑星エリスの恒星掩蔽を観測した数少ない望遠鏡の一つであり、エリスが冥王星よりも小さい可能性があることを明らかにした。^[49]
• 突発天体用クイックアクション望遠鏡（TAROT ）は、ガンマ線バーストをその発生当初から観測できる、非常に高速に移動する光学ロボット望遠鏡です。ガンマ線バーストを検出した衛星はTAROTに信号を送り、TAROTは天文学界にサブアーク秒単位の位置情報を提供します。TAROT望遠鏡のデータは、ガンマ線バーストの進化、火球とその周囲の物質の物理的性質の研究にも役立ちます。^{[50]フランスの}オートプロヴァンス天文台で運用されています。

パラナル天文台は、チリ北部のアタカマ砂漠にあるセロ・パラナル山の頂上にあります。セロ・パラナルは、アントファガスタの南約120キロメートル（75マイル） 、太平洋岸から12キロメートル（7.5マイル）にある標高2,635メートル（8,645フィート）の山です。^[51]

天文台には、可視光と赤外線で動作する7つの主要な望遠鏡があります。超大型望遠鏡の8.2メートル（27フィート）望遠鏡4台、2.6メートル（8フィート6インチ）のVLTサーベイ望遠鏡（VST）、および4.1メートル（13フィート）の天文学用可視赤外線サーベイ望遠鏡です。さらに、干渉観測に使用されるアレイを形成する1.8メートル（5フィート11インチ）の補助望遠鏡が4台あります。^[52] 2008年3月、パラナルはジェームズボンドの22作目である『007 慰めの報酬』のいくつかのシーンのロケ地となりました。[ 53 ^{] [54]}

パラナルの主要施設はVLTで、ほぼ同一の8.2メートル（27フィート）ユニット望遠鏡（UT）4台で構成され、それぞれに2台または3台の機器が搭載されている。これらの大型望遠鏡は、2台または3台で巨大な干渉計として連携して動作することもできる。ESOの超大型望遠鏡干渉計（VLTI）を使用すると、天文学者は個々の望遠鏡で見るよりも最大25倍細かい詳細を見ることができる。光線はVLTIでトンネル内の複雑な鏡システムと結合され、光路は100メートルで1/1000 mm未満に収まるようにする必要がある。VLTIは、ミリ秒角の角度分解能を達成でき、これは月面で車のヘッドライトを見る能力に相当する。^[55]

最初のUTは1998年5月に初点灯し、1999年4月1日に天文学界に提供されました。^[56]他の望遠鏡も1999年と2000年にこれに続き、VLTは完全に運用可能になりました。2004年から2007年の間に設置された4台の1.8メートル補助望遠鏡（AT）は、UTが他のプロジェクトに使用されるときにアクセスできるようにVLTIに追加されました。^[57]

VLTのデータにより、平均して1日1本以上の査読付き科学論文が発表されており、2017年には600本以上の査読付き科学論文がVLTデータに基づいて発表されました。^[27] VLTの科学的発見には、太陽系外惑星の撮影、^[58]天の川銀河の中心にある超大質量ブラックホールの周りを動く個々の恒星の追跡^[59]、最も遠い既知のガンマ線バーストの残光の観測などがあります。^[60]

1999年3月のパラナルの開所式では、 4つのVLTユニット望遠鏡（UT1～UT4）の技術的名称に代わるマプチェ語の天体名が選ばれた。この地域の小学生を対象に、これらの名前の意味に関する作文コンテストが事前に開催され、ESOのホスト国の文化遺産に関する多くの作品が集まった。カラマ近郊のチュキカマタ出身の17歳の青年が優勝作文を提出し、開所式でアマチュア用望遠鏡を授与された。^[61] 4つのユニット望遠鏡、UT1、UT2、UT3、UT4は、それ以来、アントゥ（太陽）、クイエン（月）、メリパル（南十字星）、イェプン（宵の明星）と呼ばれている。^[62]後者は当初「金星」ではなく「シリウス」と誤訳されていた。^[63]

可視赤外線天文調査望遠鏡（VISTA）は、VLTが設置されている山頂に隣接しており、観測条件を共有している。VISTAの主鏡は直径4.1メートル（13フィート）で、その大きさと品質の割に非常に曲面が美しい。完璧な表面からの偏差は人間の髪の毛の太さの数千分の1以下であり、その構築と研磨は困難を極めた。^[64]

VISTAは、ロンドン大学クイーン・メアリー校が率いる英国の18の大学のコンソーシアムによって考案・開発され、英国の批准協定の一環としてESOへの現物寄付となった。望遠鏡の設計と建設は、科学技術施設評議会の英国天文学技術センター（STFC、UK ATC）によって管理された。VISTAの暫定承認は、2009年12月にESO本部ガルヒングで行われた式典で正式にESOから許可され、この式典にはロンドン大学クイーン・メアリー校とSTFCの代表者が出席した。それ以来、望遠鏡はESOによって運用されており、^[65]運用開始以来、高品質の画像を撮影している。^{[66] [67]}

VLTサーベイ望遠鏡（VST）は、最新式の2.6メートル（8フィート6インチ）の望遠鏡で、視野が満月の4倍の268メガピクセルCCDカメラであるOmegaCAMを搭載している。可視光で空を調査することでVISTAを補完する。VST（2011年に運用開始）は、ESOとイタリア国立天体物理学研究所INAFの研究センターであるカポディモンテ天文台（ナポリ）との共同事業の成果である。^{[68] [69]}

両調査の科学的目標は、暗黒エネルギーの性質から地球近傍天体の評価まで多岐にわたる。ヨーロッパの天文学者チームが調査を実施する。南天の空の大部分をカバーするチームもあれば、より狭い範囲に焦点を絞るチームもある。VISTAとVSTは大量のデータを生成すると予想されており、VISTAが撮影した1枚の写真は67メガピクセル、OmegaCam（VST搭載）の画像は268メガピクセルとなる。2つの調査望遠鏡は、VLTの他のすべての機器を合わせたよりも多くのデータを毎晩収集する。VSTとVISTAは、年間100テラバイト以上のデータを生成する。^[70]

チャナントール山地は、アタカマ砂漠にある標高5,100メートルの台地で、サンペドロデアタカマの東約50キロメートルに位置している。この場所は、マウナケア天文台より750メートル高く、セロパラナルの超大型望遠鏡より2,400メートル高い。乾燥しており人間が住むには適していないが、サブミリ波天文学には適している。地球の大気中の水蒸気分子はサブミリ波の放射を吸収して減衰させるため、このタイプの電波天文学には乾燥した場所が必要となる。^[71]望遠鏡は以下のとおりである。

• アタカマ宇宙論望遠鏡(ACT; ESO が運営していない)
• アタカマ・パスファインダー実験（マックス・プランク電波天文学研究所（MPIfR）の委託により運営）
• アタカマ大型ミリ波干渉計
• Q/U イメージング実験(QUIET; ESO が運営していない)
• POLARBEAR（Huan Tran 望遠鏡搭載、ESO が運用していない）

ALMA は、ミリ波およびサブミリ波天文学用に設計された望遠鏡です。このタイプの天文学は比較的未開拓の領域であり、より馴染みのある可視光や赤外線では見ることができない宇宙を明らかにし、「冷たい宇宙」の研究に最適です。これらの波長の光は、絶対零度よりわずか数十度高い温度の星間空間の広大な冷たい雲から輝きます。天文学者はこの光を使用して、新しい星が生まれているガスと宇宙塵の密集領域であるこれらの分子雲の化学的および物理的状態を研究します。可視光で見ると、宇宙のこれらの領域は塵のために暗く不明瞭なことが多いですが、電磁スペクトルのミリ波およびサブミリ波の部分では明るく輝きます。この波長範囲は、宇宙の膨張により光がより長い波長に赤方偏移した、宇宙で最も古い (そして最も遠い) 銀河のいくつかの研究にも最適です。 ^{[72] [73]}

ESO はアタカマ パスファインダー実験 (APEX) を主催し、マックス プランク電波天文学研究所(MPIfR) に代わって運用しています。APEX は直径 12 メートル (39 フィート) の望遠鏡で、赤外線と電波の中間のミリメートルおよびサブミリメートルの波長で動作します。

ALMA は、当初 66 基の高精度アンテナで構成され、0.3 ～ 3.6 mm の波長で動作する天文干渉計です。メインアレイには、単一の干渉計として機能する 12 メートル (39 フィート)のアンテナが 50 基あります。モリタアレイと呼ばれる、12 メートル (39 フィート) のアンテナ 4 基と 7 メートル (23 フィート) のアンテナ 12 基のコンパクトな追加アレイも利用できます。^{[74]アンテナは、砂漠の台地全体に 150 メートルから 16 キロメートル (9.9 マイル) の距離にわたって配置することができ、ALMA に可変の「ズーム」を提供します。アレイは、}ハッブル宇宙望遠鏡よりも最大 10 倍鮮明な視界で、前例のない感度と解像度でミリメートルおよびサブミリメートル波長で宇宙を調査できます。これらの画像は、 VLT 干渉計で作成された画像を補完します。^[75] ALMAは東アジア（日本と台湾）、ヨーロッパ（ESO）、北米（米国とカナダ）、チリの共同プロジェクトです。

ALMAの科学的目標には、分子ガスと塵の観測による星、銀河、惑星の起源と形成の研究、観測可能な宇宙の端にある遠方銀河の研究、ビッグバンの痕跡放射線の研究などがある。^[76] ALMAの科学提案の募集は2011年3月31日に行われ、^[77]初期観測は10月3日に開始された。^{[78] [79]}

アウトリーチ活動はESO教育・広報部（ePOD）によって行われている。^[81]

ePODはまた、2018年4月26日に開設された、ミュンヘン近郊のガルヒングにあるESO本部の敷地内にある天文学センターであるESOスーパーノヴァプラネタリウム＆ビジターセンターも管理しています。 ^[82]

• ESO 創立 50 周年記念イベント (ドイツ、ミュンヘン レジデンツ、2012 年 10 月 11 日)
• ESO の南天探査の最初の 50 年間
• ホセ・マヌエル・バローゾは、 2013 年 1 月に ESO を訪問しました。
• Tim de Zeeuw がESO とその 50 周年について語ります。
• ガルヒングのESO本部の仮設オフィスビルが解体中
• ESOのVLT、ALMA、ラシーラサイトのタイムラプス

• Shaw, EN (1976)。「ヨーロッパ南天天文台」。天文台。ロンドン：王立天文学協会。
• 欧州評議会 (2010)。ヨーロッパ年鑑 / Annuaire Europeen。 Vol. 58. マルティヌス・ナイホフ出版社。 p. cdxliii。ISBN 978-9004206793。
• ロデウィク、ウォルジャー (2012)。ヨーロッパの宇宙探究。EDP サイエンス。ISBN 9782759801671。
• シリング、ゴバート、クリステンセン、ラース・リンドバーグ（2013）。ヨーロッパから星へ：ESO による南天探査 50 年の歴史。ジョン・ワイリー・アンド・サンズ。ISBN 9783527671670。

ウィキメディア・コモンズには、ヨーロッパ南天天文台に関連するメディアがあります。

• ヨーロッパ

北緯48度15分36秒 東経11度40分16秒 / 北緯48.26000度 東経11.67111度 / 48.26000; 11.67111