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 ウィルソン山の頂上を見下ろす。歴史的な 100 インチフッカー望遠鏡(中央)、60 インチ望遠鏡 (中央左)、CHARA アレイなどがある。 | |||||||||
| 別名 | 672 MW | ||||||||
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| 組織 | |||||||||
| 天文台コード | 672 | ||||||||
| 位置 | マウント・ウィルソン、カリフォルニア州、米国 | ||||||||
| 座標 | 北緯34°13′30″ 西経118°03′26″ / 北緯34.22503° 西経118.05719° / 34.22503; -118.05719 | ||||||||
| 高度 | 1,742メートル（5,715フィート） | ||||||||
| Webサイト | ホームページ | ||||||||
| 望遠鏡 | |||||||||
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  ウィルソン山天文台の位置 | |||||||||
 コモンズの関連メディア | |||||||||
ウィルソン山天文台( MWO )は、アメリカ合衆国カリフォルニア州ロサンゼルス郡にある天文台です。ウィルソン山はロサンゼルスの北東、パサデナ近郊の サンガブリエル山脈にある標高 5,710 フィート (1,740 メートル) の山頂です。
この天文台には、歴史的に重要な望遠鏡が 2 つあります。1 つは 100 インチ (2.5 メートル) のフッカー望遠鏡で、これは 1917 年の完成から 1949 年まで世界最大の口径望遠鏡でした。もう 1 つは 1908 年の完成当時は世界最大の運用望遠鏡だった 60 インチ望遠鏡です。また、1905 年に完成したスノー太陽望遠鏡、1908 年に完成した 60 フィート (18 メートル) の太陽塔、1912 年に完成した 150 フィート (46 メートル) の太陽塔、そしてジョージア州立大学によって建設され、2004 年に完全に運用を開始し、完成当時は世界最大の光学干渉計であったCHARA アレイもあります。
ロサンゼルス上空の暖かい空気とスモッグを閉じ込める逆転層のおかげで、ウィルソン山は北米の他のどの場所よりも空気が安定しており、天文学、特に干渉法に最適です。[1]ロサンゼルス大都市圏の成長による光害の増加により、天文台の深宇宙天文学への取り組み能力は制限されていますが、CHARAアレイが重要な恒星研究を継続しており、生産的なセンターであり続けています。
ウィルソン山に望遠鏡を設置する最初の試みは、1880年代に南カリフォルニア大学の創設者の一人であるエドワード・フォールズ・スペンスによって行われたが、彼は資金調達の努力を終えることなく亡くなった。[2]この天文台は、当時世界最大の望遠鏡であったヤーキス天文台に1メートルの望遠鏡を建設したジョージ・エラリー・ヘイルによって考案され設立された。ウィルソン山太陽観測所は、1904年にワシントンのカーネギー研究所によって最初に資金提供され、1904年にウィルソン山ホテルの所有者から土地を借り受けた。借り受けの条件の1つは、一般の人がアクセスできるようにすることだった。[3]
太陽望遠鏡
マウント ウィルソン天文台には 3 つの太陽望遠鏡があります。そのうちの 1 つ、高さ 60 フィートの太陽タワーが、現在も太陽研究に使用されています。
雪の太陽望遠鏡
スノー太陽望遠鏡は、設立間もないマウント・ウィルソン太陽観測所に設置された最初の望遠鏡であり、世界初の恒久的に設置された太陽望遠鏡であった。それ以前の太陽望遠鏡は持ち運び可能で、世界中の日食観測に持っていくことができた。この望遠鏡はシカゴのヘレン・スノーからヤーキス天文台に寄贈された。当時ヤーキス天文台の所長であったジョージ・エラリー・ヘイルは、この望遠鏡をマウント・ウィルソンに持ち込み、正式な科学機器として使用させた。口径24インチ（61 cm）、焦点距離60フィート（18 m）の主鏡は分光器と組み合わされ、太陽黒点のスペクトル、回転する太陽円盤のドップラー効果、およびいくつかの波長での毎日の太陽画像に関する画期的な研究を行った。最も明るい星のスペクトルをガラス板上で非常に長時間露光することで記録できるようになったため、すぐに恒星の研究が始まった。[4]スノー太陽望遠鏡は、主に太陽物理学と分光法の実践的なトレーニングを受ける学部生によって使用されている。[5] この衛星は2016年5月9日の水星の太陽面通過にも公式に使用された。
60フィートのソーラータワー
スノー望遠鏡で開始された作業を基に、すぐに高さ 60 フィート (18 メートル) の太陽塔が建設されました。1908 年に完成した 60 フィート焦点距離太陽望遠鏡の垂直タワー設計により、スノー望遠鏡が達成できたよりもはるかに高い太陽画像とスペクトルの解像度が可能になりました。高解像度は、光学系を地上より高い位置に設置することで、太陽による地面の加熱によって引き起こされる歪みを回避したことによるものです。1908 年 6 月 25 日、ヘイルは太陽黒点のスペクトルでゼーマン分裂を記録し、地球以外の場所に磁場が存在することを初めて示しました。その後、1912 年の新しい太陽活動サイクルで太陽黒点の極性が反転していることが発見されました。60 フィートのタワーの成功により、ヘイルはさらに高いタワー望遠鏡の開発を追求するようになりました。1960 年代には、ロバート レイトンが太陽に 5 分間の振動があることを発見し、日震学という分野が誕生しました。[4] [6]高さ60フィートのタワーは南カリフォルニア大学の物理学および天文学部によって運営されています。
150フィートのソーラータワー
焦点距離 150 フィート (46 メートル) のソーラー タワーは、タワー内のタワー デザインによりソーラー タワー デザインを拡張しました (タワーの実際の高さは 176 フィート (54 メートル))。内側のタワーは上部の光学系を支え、内側のタワーを完全に取り囲む外側のタワーは光学系の周囲のドームと床を支えます。この設計により、タワーを揺らす風の影響から光学系を完全に隔離できました。2 つの鏡が太陽光を 12 インチ (30 センチメートル) のレンズに送り、レンズは光を 1 階に集中させます。1910 年に最初に完成しましたが、光学系が不十分だったため、適切なダブレット レンズが設置されるまでに 2 年の遅延が発生しました。研究には、太陽の自転、黒点の極性、毎日の黒点の描画、および多くの磁場研究が含まれていました。 1962年にアリゾナ州キットピークにマクマス・ピアース太陽望遠鏡が完成するまで、この太陽望遠鏡は50年間世界最大の望遠鏡であった。1985年、カーネギー天文台が太陽望遠鏡への資金提供を停止することを決定した後、UCLAはカーネギー天文台から太陽望遠鏡の運用を引き継いだ。[7]
60インチ望遠鏡
60インチ望遠鏡用に、ジョージ・エラリー・ヘイルは、 1896年に父ウィリアム・ヘイルからフランスのサンゴバンで鋳造された60インチ（1.5メートル）の鏡の原板を贈られた。それは厚さ19センチ、重さ860キログラムのガラス円盤だった。しかし、ヘイルが天文台を建設するためにカーネギー研究所から資金提供を受けたのは1904年になってからだった。研磨は1905年に始まり、2年を要した。望遠鏡の架台と構造はサンフランシスコで建設され、 1906年の地震にもかろうじて耐えた。部品をウィルソン山の頂上まで運ぶのは大変な作業だった。初光は1908年12月8日だった。当時、これは世界最大の稼働中の望遠鏡だった。[1] 1845年に建造された口径72インチ（1.8メートル）の望遠鏡であるパーソンズタウンのロード・ロスのリヴァイアサンは、1890年代には使用不能となった。
60 インチ望遠鏡は、リヴァイアサンよりわずかに小さいものの、はるかに優れた設置場所、鏡面金属の代わりにガラス製の鏡、空のどの方向も正確に追跡できる精密マウントなど、多くの利点があり、大きな進歩でした。
60インチ望遠鏡は、ニュートン式、カセグレン式、クーデ式の構成で作られた反射望遠鏡です。現在は、曲げカセグレン式で使用されています。天文学史上最も生産的で成功した望遠鏡の1つとなりました。その設計と集光力により、分光分析、視差測定、星雲写真、測光写真の先駆者となりました。[8] 9年後、§100インチフッカー望遠鏡にサイズで追い抜かれましたが、60インチ望遠鏡は数十年にわたって使用された最大の望遠鏡の1つであり続けました。
1992 年、60 インチ望遠鏡に初期の適応光学システムである大気補償実験(ACE) が取り付けられました。69 チャンネルのシステムにより、望遠鏡の潜在的な分解能が 0.5 ～ 1.0 秒角から 0.07 秒角に向上しました。ACE はDARPAが戦略防衛構想システム用に開発し、国立科学財団が民間への転換に資金を提供しました。
この望遠鏡は、一般向けの世界第2位の望遠鏡として、一般向けのアウトリーチに使用されています。特注の10cm接眼レンズが、曲げカセグレン式焦点に取り付けられており、月、惑星、深宇宙の天体の観察が可能です。団体で望遠鏡を予約して、夜間の観察を楽しむこともできます。[9]
100インチフッカー望遠鏡
カリフォルニア州ウィルソン山天文台にある口径100インチ（2.5メートル）のフッカー望遠鏡は1917年に完成し、1949年まで世界最大の望遠鏡であった。20世紀の観測天文学で最も有名な望遠鏡の1つである。エドウィン・ハッブルは、この望遠鏡を使って観測を行い、宇宙の科学的見解を変える2つの基本的な結果を生み出した。1922年から1923年にかけて行った観測により、ハッブルは宇宙が天の川銀河を超えて広がっており、いくつかの星雲が数百万光年離れていることを証明した。そして、宇宙が膨張していることを示した。[10]
工事
60 インチ望遠鏡のプロジェクトが順調に進むと、ヘイルはすぐにさらに大きな望遠鏡の製作に着手しました。ジョン・D・フッカーは鏡の購入と研磨に45,000 ドル[12]という重要な資金を提供し、アンドリュー・カーネギー[13]は望遠鏡とドームの完成に資金を提供しました。1906 年に再びサンゴバン工場がブランクの鋳造に選ばれ、1908 年に完成しました。ブランク (および交換品の可能性) に関するかなりのトラブルの後、フッカー望遠鏡は完成し、1917 年 11 月 2 日に「初光」を迎えました。60 インチ望遠鏡と同様に、ベアリングは水銀フロートを使用して望遠鏡の 100 トンの重量を支えています。
1919年、フッカー望遠鏡には、アルバート・A・マイケルソンが開発した6メートルの光学天文干渉計という特別な装置が取り付けられました。これは、彼が木星の衛星を測定するために使用した装置よりもはるかに大きなものでした。マイケルソンはこの装置を使用して、ベテルギウスなどの星の正確な直径を決定することができました。これは、星の大きさが測定された初めてのケースでした。ヘンリー・ノリス・ラッセルは、フッカーを使用した観測に基づいて、独自の星の分類システムを開発しました。
1935年、1917年以来フッカー鏡に使用されてきた銀コーティングが、より近代的で耐久性の高いアルミニウムコーティングに置き換えられ、従来の銀コーティングよりも50%多くの光を反射するようになりました。望遠鏡の鏡の新しいコーティング方法は、最初に古い1.5メートルの鏡でテストされました。[14]
エドウィン・ハッブルは、フッカー望遠鏡の研究から多くの重要な計算を行った。1923年、ハッブルは2.5メートル望遠鏡を使用してアンドロメダの渦巻き星雲で最初のセフェイド変光星を発見した。この発見により、彼はアンドロメダの渦巻き星雲までの距離を計算し、それが実際には天の川銀河の外側の銀河であることを示すことができた。ハッブルは、ミルトン・L・ヒューメイソンの助けを借りて、多くの銀河の赤方偏移の大きさを観測し、1929年に宇宙が膨張していることを示す論文を発表した。
フッカー望遠鏡が世界最大の望遠鏡として30年にわたり君臨した時代は、カリフォルニア工科大学とカーネギー研究所がカリフォルニア州サンディエゴ郡の144km南にあるパロマー天文台に200インチ（5.1m）のヘール望遠鏡を完成させたことで終わりを迎えた。ヘール望遠鏡は1949年1月に初めて光を観測した。[15]
1980年代までに、天文学研究の焦点は深宇宙観測に移り、光害の問題がますます深刻化していたため、ロサンゼルス地域で見られるよりも暗い空が必要になった。1989年、天文台を運営していたカーネギー研究所は、非営利のウィルソン山研究所に天文台を引き渡した。当時、2.5メートル望遠鏡は休止状態だったが、1992年に再稼働し、1995年には可視光補償光学システムが設置され、その後1997年にはレーザーガイド星補償光学システムであるUnISISが設置された。[16] [17]
望遠鏡の科学研究での使用が再び減少したため、望遠鏡を視覚観測用に改造することが決定されました。カセグレン焦点が観測床より高かったため、望遠鏡筒の底から観察できるように鏡とレンズのシステムが開発されました。改造は2014年に完了し、2.5メートル望遠鏡は世界最大の公共利用向け望遠鏡として新たな人生を歩み始めました。定期的な観測は2015年の観測シーズンから始まりました。[18]
この望遠鏡の分解能は0.05秒角です。
干渉法
マウント ウィルソンでは天文干渉測定の豊かな歴史があります。ここには 7 台もの干渉計が設置されています。その理由は、マウント ウィルソンの非常に安定した空気が干渉測定に適しているためです。干渉測定では、複数の視点を使用して解像度を高め、星の直径などの詳細を直接測定できます。
20フィート恒星干渉計
最初の干渉計は 20 フィート恒星干渉計でした。1919 年、100 インチ フッカー望遠鏡に、アルバート A. マイケルソンとフランシス G. ピーズが開発した 20 フィート光学天文干渉計という特別な付属品が装備されました。この干渉計は 100 インチ望遠鏡の端に取り付けられ、望遠鏡をガイド プラットフォームとして使用して、研究対象の星との位置合わせを維持しました。1920 年 12 月までに、マイケルソンとピーズはこの装置を使用して、赤色巨星ベテルギウスの正確な直径を決定しました。これは、星の角度サイズが測定された初めてのケースでした。翌年、マイケルソンとピーズは、20 フィート ビーム干渉計の解像度の限界に達する前に、さらに 6 つの赤色巨星の直径を測定しました。[19]
50フィート恒星干渉計
20フィート干渉計の研究を拡張するために、ピーズ、マイケルソン、ジョージ・E・ヘイルは50フィート干渉計を設計し、1929年にウィルソン山天文台に設置しました。この干渉計はベテルギウスの直径を測定することに成功しましたが、アンドロメダ座β星を除いて、20フィート干渉計で測定されていない星を測定することはできませんでした。[20]
光干渉計は利用可能な技術の限界に達し、より高速なコンピューティング、電子検出器、レーザーによって再びより大きな干渉計が可能になるまでに約 30 年かかりました。
赤外線空間干渉計
カリフォルニア大学バークレー校の支部が運営する赤外線空間干渉計 (ISI) は、中赤外線で動作する 1.65 メートルの望遠鏡 3 台からなるアレイです。望遠鏡は完全に移動可能で、ウィルソン山の現在の設置場所では 70 メートル離れた場所に設置できるため、その直径の望遠鏡の解像度が得られます。信号はヘテロダイン回路によって無線周波数に変換され、電波天文学からコピーされた技術を使用して電子的に結合されます。[21]最長の 70 メートル基線は、11 マイクロメートルの波長で 0.003 秒角の解像度を提供します。2003 年 7 月 9 日、ISI は中赤外線で最初の閉鎖位相開口合成測定を記録しました。 [22]
CHARA配列
ジョージア州立大学が建設し運営する高角分解能天文学センター( CHARA)は、3 軸に沿って最大 330 メートルの間隔で配置された 6 台の 1 メートル望遠鏡で構成される干渉計です。光線は真空パイプを通過し、光学的に遅延および結合されます。地球が自転しても光の位相を保つために、カートに取り付けられた可動ミラーを備えた 100 メートルの建物が必要です。CHARA は 2002 年に科学的使用を開始し、2004 年初頭に「日常的な運用」を開始しました。赤外線では、統合された画像は 0.0005 秒角まで解像度が高くなります。6 台の望遠鏡が科学的観測に定期的に使用されており、2005 年後半の時点では、画像結果が日常的に取得されています。このアレイは、2007 年初頭に公開された太陽以外の主系列星の表面の最初の画像をキャプチャしました。[23]
その他の望遠鏡
1966年、エリック・ベックリンは軍事請負業者から購入した赤外線検出器を備えた61cmの望遠鏡を使用して、初めて天の川の中心を特定しました。 [24]
1968年、ジェリー・ノイゲバウアーとロバート・B・レイトンは、1960年代初頭に製作した157cm反射皿を使用して、初の大面積近赤外線（2.2μm）天体観測を行った。 [25]カリフォルニア工科大学赤外線望遠鏡として知られるこの望遠鏡は、鉛（II）硫化物（PbS）光電子増倍管を使用して、紙のチャート上で読み取り、誘導なしのドリフトスキャンモードで動作した。 [26]この望遠鏡は現在、スミソニアン航空宇宙博物館の一部であるウドバー・ハジー・センターに展示されている。[26]
イベント
- マウント ウィルソン天文台に宛てられた手紙は、カリフォルニア州ロサンゼルスのジュラシック テクノロジー博物館で常設展示されています。小さな部屋には、1915 年から 1935 年頃に天文台に届いた珍しい手紙や理論のコレクションが展示されています。これらの手紙は、『誰も同じ知識を二度と持つことはできない: 1915 年から 1935 年までのウィルソン天文台への手紙』 ( ISBN 0-9647215-0-3 )という本にもまとめられています。
- この歴史的建造物は2009年8月のカリフォルニア州の山火事で脅威にさらされた。[27]
- イギリスの詩人アルフレッド・ノイズは、1917年11月2日にフッカー望遠鏡の「初観測」に立ち会った。ノイズはこの夜を、科学史に関する叙事詩である三部作『トーチベアラーズ』の第1巻『ウォッチャーズ・オブ・ザ・スカイ』の冒頭の舞台とした。この夜の彼の記述によると、望遠鏡で最初に観測された物体は木星であり、ノイズ自身が望遠鏡で木星の衛星の1つを初めて観測した人物であった。[28]
- 2020年9月、ボブキャット火災のため観測所は避難した。[29] [30] 9月15日には炎が観測所から500フィート（150メートル）以内に近づいたが、[31] [32] 9月19日には観測所は安全であると宣言された。[33]
ドームでの日曜午後のコンサート
暖かい時期の毎月1回の日曜日、マウント・ウィルソン天文台ではドーム内で室内楽やジャズのコンサートが開催されます。[34]ドームをライブ会場として利用するというアイデアは、2017年にマウント・ウィルソン研究所の理事であるダン・コーネ氏と国際的に認められたチェロ奏者のセシリア・ツァン氏との会話から生まれました。[35]ツァン氏は、ドーム内の音響は「並外れた」もので、パリ・オペラ座のガルニエ宮やアメリカ議会図書館のクーリッジ・オーディトリアムなど、世界的に有名な会場に匹敵することに同意しました。 [36]コーネ氏とツァン氏は協力してこのシリーズを作り上げ、新型コロナウイルス感染症のパンデミックによる休止期間を除いて、毎シーズンコンサートを開催してきました。光害のために天文台が重要な研究を行えなくなったため、科学的な資金は受け取っていません。そのため、コンサートは、一般公開の夜などの有料イベントとともに、天文台を歴史的建造物として維持するために必要な予算のかなりの部分を占めています。[37]
大衆文化では
この天文台は、1947 年 6 月 8 日に最初に放送された ラジオ シリーズ「Quiet, Please」の最初のエピソード「Nothing Behind the Door」の主な舞台でした。
この天文台は、スティーブ・ブルール博士が出演する「Check It Out!」の宇宙をテーマにしたエピソードの撮影場所でした。
参照
参考文献
- ^ ハンセン、ウェンディ（2008年7月6日）。「ウィルソン山天文台は天文学の宝石」ロサンゼルス・タイムズ。
- ^ ハリス・ニューマーク『南カリフォルニアでの60年』（1916年）。
- ^ 他の世界への窓 - SGVTribune.com
- ^ ab “マウント・ウィルソン天文台”。2015年7月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年8月11日閲覧。
- ^ Turner, Paula C. 「マウントウィルソンのCUREAプログラム」（PDF）。ケニオン大学。 2020年9月21日閲覧。
- ^ ピンカートン、スティーブン、チェン、ケイシー。「60フィートのソーラータワーの歴史」南カリフォルニア大学。 2020年9月21日閲覧。
- ^ ギルマン、パム（2003年）。「150フィートのソーラータワー：歴史」カリフォルニア大学ロサンゼルス校。 2020年9月21日閲覧。
- ^ “マウント・ウィルソン天文台”。2015年9月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年8月11日閲覧。
- ^ 「ウィルソン山60インチ望遠鏡による天体観測」（PDF）。2013年12月28日時点のオリジナル（PDF）よりアーカイブ。
- ^ コリーン・パーティル（2023年10月3日）。「私たちが宇宙で自分の居場所を見つけたウィルソン山天文台を救うための戦い」ロサンゼルス・タイムズ。 2023年10月3日閲覧。
- ^ シカゴ・トリビューン・アーカイブ - 2017年5月16日閲覧
- ^ サービス、ギャレット P. (1907 年 1 月 27 日)、「世界最大の望遠鏡。カーネギー研究所が発注したモンスター機器は、他のすべての天体観測機器をはるかに上回るパワーを発揮する」(PDF)、ニューヨーク タイムズ
- ^ マウント・ウィルソン天文台の歴史 - 2.5メートル望遠鏡の建造 2015年9月5日、Wayback Machineにアーカイブ。1984年にマイク・シモンズがマウント・ウィルソン天文台協会（MWOA）のために書いた記事。
- ^ ボニエ社 (1935 年 7 月)。「アルミニウムコーティングミラーが巨大望遠鏡のパワーを向上」ポピュラーサイエンス。ボニエ社。17 ページ。
- ^ 「エンジニアリング・アンド・サイエンス月刊誌 1949年5月号」（PDF）。
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- ^ スタッフ、-LAist。「ボブキャット火災：火災は38Kエーカー以上に拡大、ウィルソン山に深刻な脅威」。LAist 。 2020年9月15日閲覧。
- ^ 「ボブキャット火災が約38,300エーカーに拡大、非常事態宣言の範囲を超える。シエラマドレの住民は避難準備を促される」KTLA 2020年9月14日2020年9月15日閲覧。
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、ウィルソン山天文台に関連するメディアがあります。
- 公式サイト
- 100インチフッカー望遠鏡
- 150 フィートのソーラータワーのウェブカメラ画像
- キャラ
- ISIアレイ
- ウィルソン山天文台の晴天時計
- MWO への手紙、1915-1935
- ハースト マガジン (1931 年 1 月)。「望遠鏡の 5 トンの目が銀で修復される」。ポピュラー メカニクス。ハースト マガジン。1 ページ。
- マウント・ウィルソン天文台の 60 インチ望遠鏡の画像、1920-1939 年。ロサンゼルス・タイムズ写真アーカイブ (コレクション 1429)。UCLA 図書館特別コレクション、チャールズ E. ヤング研究図書館、カリフォルニア大学ロサンゼルス校。
