ヘール望遠鏡

ヘール望遠鏡

別名	パロマー
名前の由来	ジョージ・エラリー・ヘイル
の一部	パロマー天文台
場所	パロマーマウンテン、カリフォルニア州、米国
座標	北緯33°21′23″ 西経116°51′54″ / 北緯33.35628° 西経116.86489° / 33.35628; -116.86489
高度	1,713メートル（5,620フィート）
初光	1949年1月26日 午後10時6分（太平洋標準時）
発見した	カリバン、シコラックス、ジュピター LI、アルコル B
望遠鏡スタイル	光学望遠鏡 反射望遠鏡
直径	200インチ（5.1メートル）
収集エリア	31,000平方インチ（20m2）
焦点距離	16.76 m (55 フィート 0 インチ)
取り付け	赤道儀
Webサイト	www.astro.caltech.edu/palomar/about/telescopes/hale.html
ヘール望遠鏡の位置
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ヘール望遠鏡は、アメリカ合衆国カリフォルニア州サンディエゴ郡のパロマー天文台にある口径200インチ (5.1 m)、f / 3.3の 反射望遠鏡で、天文学者のジョージ・エラリー・ヘールにちなんで名付けられました。1928年にロックフェラー財団から資金提供を受け、彼は天文台の計画、設計、建設を指揮しましたが、プロジェクトは結局20年を要し、彼はその稼働を見ることなく亡くなりました。ヘール望遠鏡は当時としては画期的で、直径が2番目に大きい望遠鏡の2倍あり、望遠鏡架台の設計や、アルミニウムでコーティングされた大型の「ハニカム」低熱膨張パイレックス鏡の設計と製造において多くの新技術の先駆けとなりました。^[1] 1949年に完成し、現在も現役で使用されています。

ヘール望遠鏡は、30 年以上にわたって大型光学望遠鏡の建設における技術的限界を象徴していました。1949年の建設から1976 年にソ連のBTA-6が建設されるまでは世界最大の望遠鏡であり、 1993 年に ハワイのケック天文台ケック 1 が建設されるまでは 2 番目に大きい望遠鏡でした。

ヘイルはワシントンのカーネギー研究所からの助成金を得て、ウィルソン山天文台の望遠鏡の建設を監督した。1908年に60インチ（1.5メートル）の望遠鏡、1917年に100インチ（2.5メートル）の望遠鏡が建設された。これらの望遠鏡は非常に成功し、 1920年代を通じて宇宙の規模に関する理解が急速に進み、ヘイルのような先見の明のある人々にさらに大きなコレクターの必要性を実証した。^[要出典]

ヘイルの以前の100インチ望遠鏡の主任光学設計者はジョージ・ウィリス・リッチーで、彼は新しい望遠鏡をリッチー・クレティアン設計にしようと考えていた。通常の放物面主鏡と比較して、この設計はより広い視野でより鮮明な画像を提供したであろう。しかし、リッチーとヘイルは不和に陥った。プロジェクトはすでに遅れており予算も超過していたため、ヘイルは複雑な曲率を持つ新しい設計の採用を拒否し、リッチーはプロジェクトから離脱した。パロマー・ヘール望遠鏡は、放物面主鏡を備えた世界有数の最後の望遠鏡となった。^[2]

1928年、ヘイルはロックフェラー財団から600万ドルの助成金を獲得し、カリフォルニア工科大学（Caltech）が管理する「200インチ反射望遠鏡を含む天文台の建設」を行った。Caltechの創設メンバーの1人であった。1930年代初頭、ヘイルはロサンゼルスなどの都市部で深刻化しつつあった光害の影響を受けにくい最適な場所として、米国カリフォルニア州サンディエゴ郡のパロマー山の標高1,700メートル（5,600フィート）の地点を選択した。コーニング・グラス・ワークスが200インチ（5.1メートル）の主鏡の製作を任された。天文台の施設とドームの建設は1936年に始まったが、第二次世界大戦による中断のため、望遠鏡は1948年に完成し、開所された。^[3]画像のわずかな歪みのため、1949年を通して望遠鏡の修正が行われました。1950年に研究に利用できるようになりました。^[3]

郵便切手。米国郵便局は、1948 年にヘール望遠鏡と天文台を記念して 3 セント郵便切手を発行しました。

望遠鏡の10分の1スケールの模型もコーニングで製作された。^[4]

200インチ（510 cm）の望遠鏡は、 1949年1月26日 午後10時6分（太平洋標準時^{）にアメリカの天文学者}エドウィン・パウエル・ハッブルの指揮の下、ハッブル変光星雲としても知られるNGC 2261を観測しました。 ^{[7] [ 8]}

この望遠鏡は、カリフォルニア工科大学とその運営パートナーであるコーネル大学、カリフォルニア大学、ジェット推進研究所の天文学者によって、晴れた夜には科学研究のために使用され続けています。この望遠鏡には、最新の光学および赤外線アレイイメージャー、分光器、適応光学^{[9]システムが搭載されています。また、適応光学と組み合わせた}ラッキーカムイメージングも使用されており、特定の種類の観察ではミラーを理論解像度に近づけています。^[9]

コーニング研究所のヘール望遠鏡用のガラス試験片の1つが、C・ドナルド・シェーン望遠鏡の120インチ（300cm）主鏡に使用されました。^[10]

鏡の集光面積は約31,000平方インチ（20平方メートル）である。^[11]

ヘール望遠鏡は「馬蹄形マウント」と呼ばれる特殊なタイプの赤道儀を使用している。これはヨークマウントを改良したもので、極軸受けを開いた「馬蹄形」構造に置き換えたもので、望遠鏡は北極星とその近くの星を含む全天に完全にアクセスできる。光学チューブアセンブリ（OTA）は、1935年にパサデナのカリフォルニア工科大学のマーク・U・セルリエによって新しく発明されたセルリエトラスを使用しており、すべての光学系を一直線に保つように曲がるように設計されている。^[12]

当初、ヘール望遠鏡はゼネラル・エレクトリック社製の石英ガラス製の主鏡を使用する予定であったが^[13] 、代わりに1934年にニューヨーク州のコーニング・グラス・ワークスで、当時のコーニング社の新素材であったパイレックス（ホウケイ酸ガラス）を使用して主鏡が鋳造された^{[14] 。}

鏡は、36 個の盛り上がった鋳型ブロック (ワッフル焼き器に似た形)がある鋳型で鋳造された。これによりハニカム ミラーが作られ、必要なパイレックスの量が 40 ショート トン (36 t) 以上から 20 ショート トン (18 t) に削減され、使用中に冷却が速くなり、背面に複数の「取り付けポイント」があるため重量が均等に分散されるミラーができた (注 - 図面については 1934 年の記事を参照)。^[15]中央の穴の形も鋳型の一部であり、完成したミラーをカセグレン構成で使用すると光が通過できる (この穴用のパイレックス プラグも、研削および研磨プロセスで使用するために作られた^[16] )。200 インチのミラーを鋳造する最初の試みでガラスを鋳型に流し込んでいるときに、高熱のためにいくつかの成形ブロックが外れて上部に浮き上がり、ミラーが台無しになった。この不良ミラーは、焼きなましプロセスのテストに使用された。金型が再設計された後、2 番目の鏡の鋳造に成功しました。^{[引用が必要]}

数ヶ月の冷却後、完成した鏡の素地は鉄道でカリフォルニア州パサデナに輸送された。^{[17] [18]}パサデナに到着すると、鏡は鉄道の平貨車から特別に設計されたセミトレーラーに積み替えられ、研磨される場所まで道路輸送された。^[19]パサデナの光学工場（現在はカリフォルニア工科大学のシンクロトロンビル）では、標準的な望遠鏡の鏡製造技術を使用して平らな素地を正確な凹面放物面形状に加工したが、それらは大規模なものでなければならなかった。特別な240インチ（6.1メートル）、25,000ポンド（11トン）の鏡セル治具が作られ、鏡を研磨する際に5つの異なる動作を採用することができた。^[20] 13年間で約10,000ポンド（4.5トン）のガラスが研磨され、鏡の重量は14.5米トン（13.2トン）に軽減された。この鏡は、1930年にカリフォルニア工科大学の物理学者で天文学者のジョン・ストロングが発明したのと同じアルミニウム真空蒸着法を使用して、反射アルミニウム表面でコーティングされた（現在でも18～24ヶ月ごとに再コーティングされている） 。^[21]

ヘール望遠鏡の 200 インチ (510 cm) の鏡は、一枚の硬いガラスで作られた主鏡の技術的限界に近かった。^{[22] [23]} 5 メートルのヘール望遠鏡や 6 メートルの BTA-6 よりもはるかに大きなモノリシック鏡を使用すると、鏡とそれを支える巨大な構造の両方のコストがかかるため、法外な費用がかかる。そのサイズを超える鏡は、望遠鏡が異なる位置に回転すると自重でわずかにたわんで^{[24] [25] 、表面の精密な形状が変化する。この形状は、100 万分の 2 インチ (50} nm )以内の精度でなければならない。9 メートルを超える現代の望遠鏡では、この問題を解決するために異なる鏡設計が採用されており、薄い柔軟な一枚の鏡か、より小さなセグメント化された鏡のクラスターのいずれかが採用されている。これらの鏡の形状は、鏡支持セルに組み込まれたアクチュエータを使用して、コンピューター制御のアクティブ光学システムによって継続的に調整される。^[要出典]

上部ドームの移動重量は約1000米トンで、車輪で回転します。^[26]ドームのドアの重量はそれぞれ125トンです。^[27]ドームは約10mmの厚さの溶接鋼板で作られています。^[26]

ヘール望遠鏡による最初の観測は1949年1月26日のNGC 2261であった。 ^[28]

ヘール望遠鏡は、最初の50年間で恒星の進化、宇宙論、高エネルギー天体物理学に多くの重要な貢献を果たしました。^[29] 同様に、この望遠鏡とそのために開発された技術は、恒星、星間物質、AGN、クエーサーのスペクトルの研究を進歩させました。^[30]

クエーサーは、ヘール望遠鏡で撮影されたスペクトルによって、高赤方偏移源として初めて特定されました。^[31]

1986年に太陽に接近するハレー彗星（1P）は、1982年10月16日に天文学者のデイビッド・C・ジューイットとG・エドワード・ダニエルソンによって、 CCDカメラを備えた200インチのヘール望遠鏡で初めて検出されました。^[32]

1997年9月に天王星の2つの衛星が発見され、その時点で天王星の衛星の総数は17となった。^[33]その1つはカリバン（S/1997 U 1）で、1997年9月6日にブレット・J・グラッドマン、フィリップ・D・ニコルソン、ジョセフ・A・バーンズ、ジョン・J・カヴェラーズが200インチのヘール望遠鏡を使って発見した。^[34]当時発見されたもう1つの天王星の衛星は シコラックス（当初の名称はS/1997 U 2）で、これも200インチのヘール望遠鏡を使って発見された。^[35]

コーネル中赤外線小惑星分光法（MIDAS）調査では、分光器を備えたヘール望遠鏡を使用して29個の小惑星のスペクトルを研究しました。^[36]

2009年、ヘール望遠鏡はコロナグラフを使用して、北斗七星のアルコルの伴星であるアルコルBを発見しました。^[37]

2010年、直径200インチのヘール星とともに木星の新しい衛星が発見され、S/2010 J 1と呼ばれ、後に木星LIと命名されました。^[38]

2017年10月、ヘール望遠鏡は初めて確認された恒星間天体1I/2017 U1（「オウムアムア」）のスペクトルを記録することに成功した。特定の鉱物は特定されなかったが、この天体の表面色が赤みがかった色をしていることが示された。^{[39] [40]}

2023年12月、ヘール望遠鏡はNASAのサイケミッションにおける深宇宙光通信実験の受信アンテナとして機能し始めました。^[41]

2010年まで、望遠鏡は例外的な状況でのみ太陽系外惑星を直接撮影することができた。具体的には、惑星が非常に大きく（木星よりもかなり大きい）、親星から遠く離れており、強い赤外線を放射するほど熱い場合、画像を取得するのが容易であった。しかし、2010年にNASAジェット推進研究所のチームは、渦コロナグラフにより小型望遠鏡で惑星を直接撮影できることを実証した。^[42]

1949年に運用が開始された当時、ヘール望遠鏡は2番目に大きい望遠鏡の4倍の集光面積を持っていた。同時代の他の望遠鏡としては、ウィルソン山天文台のフッカー望遠鏡やマクドナルド天文台のオットー・ストルーベ望遠鏡などがある。 ^[要出典]

• 天文台一覧
• 最大の光学反射望遠鏡のリスト
• 史上最大の光学望遠鏡のリスト
• 20世紀最大の光学望遠鏡のリスト
• 望遠鏡のリスト

• Bowen, IS (1965 年 3 月)。「ヘール望遠鏡による探査」。太平洋天文学会リーフレット。9 (429): 225。書誌コード:1965ASPL....9..225B。
• フローレンス、ロナルド（1995 年 8 月 4 日）。『完璧な機械：パロマー望遠鏡の建造』。ハーパーコリンズ。ISBN 978-0-06-092670-0。
• ヘイル、ジョージ・エラリー (1898 年 5 月13日)。「大型望遠鏡の機能」。サイエンス7 (176): 650–662。Bibcode : 1898Sci .....7..650H。doi :10.1126/science.7.176.650。PMID 17794011  。
• ヘイル、ジョージ・エラリー（1928 年 4 月）。「大型望遠鏡の可能性」。ハーパーズ マガジン。
• ヘイル、ジョージ・エラリー (1929 年 11 月)。「200 インチ望遠鏡の製作」。ハーパーズ マガジン。
• ハッブル、エドウィン(1947 年 8 月)。「200 インチ ヘール望遠鏡とそれが解決する可能性のあるいくつかの問題」。太平洋天文学協会刊行物。59 (349 ) : 153–167。doi : 10.1086/125931。JSTOR 40671816  。
• プレストン、リチャード（1987年）。『ファーストライト：宇宙の果ての探究』アトランティック・マンスリー・プレス。ISBN 978-0-87113-200-0。
• リチャードソン、RS (1948 年 8 月)。「ヘール望遠鏡の献呈式」。太平洋天文学会刊行物。60 ( 355): 215–219。Bibcode :1948PASP...60..215R。doi : 10.1086 /126041。JSTOR 40671980  。
• スウェジー、ケネス M. (1934 年 6 月)。「巨大な新型望遠鏡」。ポピュラーサイエンス。13 ページ。

ウィキメディア・コモンズには、ヘール望遠鏡に関連するメディアがあります。

• 200インチ（5,100 mm）ヘール望遠鏡
• パロマーの空: 今週のパロマーの歴史写真
• パロマーへの旅、PBS、2008 年 11 月