グリーンバンク望遠鏡

グリーンバンク望遠鏡

グリーンバンク望遠鏡
別名	英国
名前の由来	ロバート・バード
の一部	グリーンバンク天文台 国立電波天文台
場所	グリーンバンク、アメリカ合衆国 国立無線静寂地帯、ポカホンタス郡、アメリカ合衆国
座標	北緯38°25′59″ 西経79°50′23″ / 北緯38.4331211° 西経79.839835° / 38.4331211; -79.839835
組織	グリーンバンク天文台 国立電波天文台
観察時間	年間365泊
構築済み	1990–2000
初光	2000年8月23日
望遠鏡スタイル	グレゴリアン望遠鏡 電波望遠鏡
直径	100 メートル (328 フィート 1 インチ)
収集エリア	2.34エーカー（102,000平方フィート）
焦点距離	60 メートル (196 フィート 10 インチ)
Webサイト	greenbankobservatory.org/science/telescopes/gbt/
グリーンバンク望遠鏡の位置
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米国ウェストバージニア州グリーンバンクにあるロバート・C・バード・グリーンバンク望遠鏡( GBT )は、完全に操縦可能な世界最大の電波望遠鏡であり^{[1] 、ドイツの}エッフェルベルク100メートル電波望遠鏡を上回っている。^[2]グリーンバンクの敷地は、2016年9月30日まで国立電波天文台(NRAO)の一部であった。2016年10月1日以降、この望遠鏡は独立したグリーンバンク天文台によって運用されている。^[3]望遠鏡の名前は、ウェストバージニア州を代表し、議会でこの望遠鏡の資金調達を推進した故ロバート・C・バード上院議員に敬意を表して付けられた。

グリーンバンク望遠鏡は、メートルからミリメートルの波長で動作します。100メートルの直径の集光エリア、遮るもののない開口部、優れた表面精度により、望遠鏡の動作範囲0.1～116GHz全体にわたって優れた感度が得られます。GBTは完全に操縦可能で、地元の天球の85％にアクセスできます。毎年約6500時間が天文学に使用され、2000～3000時間が高周波科学に使用されています。GBTの科学的強みの1つは、その柔軟性と使いやすさであり、新しい科学的アイデアに迅速に対応できます。プロジェクトのニーズと利用可能な天候に合わせて動的にスケジュールされます。GBTは、新しい実験的なハードウェアで簡単に再構成することもできます。GBTの高感度マッピング機能により、アタカマ大型ミリ波干渉計、拡張超大型干渉計、超長基線干渉計、およびその他の高角度分解能干渉計を補完する重要なものとなっています。グリーンバンク天文台の施設は、他の科学研究、教育および公共アウトリーチの多くのプログラム、学生や教師のトレーニングにも使用されています。

この望遠鏡は2001年に定期的な科学観測を開始し、米国立科学財団（NSF）の最新の天文施設の1つとなった。この望遠鏡は、グリーンバンクにある以前の望遠鏡である300フィート電波望遠鏡（ 1961年10月に観測を開始した90.44メートルの放物面望遠鏡）の倒壊を受けて建設された。[4] この以前の望遠鏡は、望遠鏡の構造的完全性にとって重要な部品である箱桁アセンブリのガセットプレートの^破損により、1988年11月15日に倒壊した。^{[5] [6]}

この望遠鏡は、ウェストバージニア州グリーンバンクの町にある、米国国立無線静穏地帯の中心近くに設置されており、当局はグリーンバンク基地とシュガーグローブ基地への電波の放射を避けるため、すべての無線送信を制限している。望遠鏡が無線静穏地帯内にあるため、人工信号では隠れてしまう微弱な無線周波数信号も検出できる。この天文台は国有林に隣接しており、アレゲニー山脈が無線干渉から守っている。

この望遠鏡の所在地は1957年以来、重要な電波天文学の望遠鏡の所在地となっている。^[7]現在、さらに7台の望遠鏡が設置されており、やや離れた場所にあるにもかかわらず、毎年約4万人の訪問者を迎えている。^[8]

この構造物の重量は 7,600 メートルトン (8,400 ショートトン)、高さは 485 フィート (148 メートル) です。GBT の表面積は 100 x 110 メートルのアクティブ サーフェスで、2,004 枚のパネル用に 2,209 個のアクチュエータ (位置調整用の小型モーター) が取り付けられており、合計収集面積は 2.3 エーカー (9,300 平方メートル⁾です。^{[9] [10]}パネルはアルミニウム製で、表面精度は 50 マイクロメートル (0.0020 インチ) RMS を超えます。^[11]アクチュエータは、望遠鏡が動くと変化するパネルのたわみ、つまり自重によるたわみを補正するためにパネルの位置を調整します。このいわゆる「アクティブ サーフェス」調整がなければ、4 GHz を超える周波数での観測はそれほど効率的ではありません。^[12]

電波望遠鏡としては珍しく、主反射鏡は放物面の軸外部分です。これは、小型 (例: 45-100 cm) の家庭用衛星テレビ用アンテナで使用されているのと同じ設計です。非対称反射鏡により、望遠鏡の焦点とフィードホーンをアンテナの側面に配置できるため、従来の電波望遠鏡の設計ではフィードが望遠鏡のビーム軸上に配置されるため、反射鏡とその格納式サポートブームが受信電波を遮ることはありません。

200 フィート (61 m) オフセットのサポートアームには、サブリフレクタの前の伸縮式ブームに取り付けられた主焦点受信機と受信機室が収容されています。^{[13] [14]}主焦点操作では、ブームが伸びてフィードホーンが 8 m サブリフレクタの前に配置されます。グレゴリオフォーカス操作では、主焦点ブームは引き込まれます。6自由度のスチュワート プラットフォームによって配置されるサブリフレクタは、受信室の上部にある回転タレット上の 8 つの高周波フィードに向けて受信電波を反射します。コンピューター制御のタレットは、特定の受信機を数分以内に所定の位置に回転させることができます。^[15]動作周波数は 290 MHz から 115 GHz です。^[12]

方位角仰角取付望遠鏡として、方位角調整は直径210フィート（64メートル）のレール上を4つの車輪がついた4台の台車によって行われる。16台の30馬力モーターは、1分間に最大40度の速度で方位角を変えることができる。^{[16]方位軸は、方位角トラックの中心点にある}ピントルベアリングによっても支えられている。^[14]

仰角ホイール構造は、5度から95度の間で仰角を調整するための傾斜機能を備えています。仰角ホイールの半径98フィート（30メートル）のブルギアは、8つの40馬力モーターによって駆動され、仰角を1分あたり最大20度まで変更することができます。長さ98フィート（30メートル）、直径8フィート（2.4メートル）の仰角シャフトは、ホイール構造の主な支持を提供します。仰角ホイールには、表面とフィードアーム構造とのバランスをとるためにコンクリートを充填したカウンターウェイトも含まれています。 ^{[16] [17]}

• グリーンバンク望遠鏡のコンポーネント
• 
  表面微調整用の表面パネル下のアクチュエータ（黒） ^[18]
• 
  伸長ブームの先端にケージ内に収納された主焦点受信機^[19]
• 
  グレゴリアンフォーカス操作：サブリフレクター（上）、収縮ブーム（中）、レシーバータレット（下）^[20]
• 
  砲塔下面（受信機室内）^[20]
• 
  焦点へのアクセス方法^[14]
• 
  カウンターウェイトとブルギアを備えた昇降ホイール（下）、および昇降シャフト（左から右へ）^[17]
• 
  エレベーションドライブ^[14]
• 
  標高方位（中央）^[14]
• 
  4つの方位トラック（円形トラック上）とピントルベアリング（中央下）^[14]
• 
  方位角トラックと軌道^[21]

その高さ（148メートル、485フィート、自由の女神像より60％高い）と大きさ（1600万ポンド）のため、地元の人々はGBTを「Great Big Thing」と呼ぶことがあります。^{[22] [23]}

この望遠鏡の機能には、皿をレーダー送信アンテナとして使用して小惑星などの太陽系の天体を観測するngRADARシステムが含まれています。^[24]

2002年、天文学者は球状星団メシエ62で3つの新しいミリ秒パルサーを発見した。^[25]

2006年には、オリオン分子雲内の巨大なコイル状の磁場^[26]や、23,000光年離れたへびつかい座スーパーバブルと名付けられた巨大な水素ガススーパーバブル^{[27] [28]}など、いくつかの発見が発表されました。

2019年には、これまでで最も質量の大きい中性子星 PSR J0740+6620が検出されました。 ^{[29] 2004年以来、グリーンバンク望遠鏡によって}星間物質中に28個の新しい複合分子が発見されています。^[30]

予算が限られている問題に対応して、国立科学財団（NSF ）の天文科学部門（AST）はポートフォリオレビュー委員会を委託し、2011年9月から2012年8月にかけて作業を実施した。^{[31] [32] [33]} ASTが支援するすべての施設と活動をレビューしたこの委員会は、17人の外部科学者で構成され、ハーバード大学のダニエル・アイゼンシュタインが委員長を務めた。 ^{[31] [32] [33] [34]}委員会は2012年8月に6つの施設の閉鎖を勧告し、その中にはロバート・C・バード・グリーンバンク望遠鏡（GBT）への資金提供を5年間で停止することが含まれていた。^{[33] [34] [35]}

2014年7月、米国上院歳出委員会はNSFの2014年度予算を承認したが、その年度にGBTの売却は要求されていなかった。その後、同施設は年間1000万ドルの運営費を賄うパートナーを探し始めた。^[36]

2016年10月1日、グリーンバンク国立電波天文台はNSFから分離し、独立した機関であるグリーンバンク天文台として運営を継続するために民間からの資金受け入れを開始しました。^[37]

この望遠鏡はブレイクスルー・リッスン・プロジェクトの重要な施設であり^[38] 、地球外技術によって発せられる可能性のある無線信号をスキャンするために使用されています。2017年後半、この望遠鏡は地球外知的生命体の兆候を探すためにオウムアムアをスキャンするために使用されました。^{[39] [40]}

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