ジェームズ・クラーク・マクスウェル望遠鏡

ジェームズ・クラーク・マクスウェル望遠鏡

中央のJCMTサブミリ波望遠鏡
別名	ＪＣＭＴ
名前の由来	ジェームズ・クラーク・マクスウェル
の一部	イベントホライズンテレスコープ
場所	マウナ ケア天文台、マウナ ケア、ハワイ郡、ハワイ
座標	北緯19°49′22″ 西経155°28′37″ / 北緯19.8228° 西経155.477° / 19.8228; -155.477
高度	4,092メートル（13,425フィート）
望遠鏡スタイル	電波望遠鏡
Webサイト	（英語）
ジェームズ・クラーク・マクスウェル望遠鏡の位置
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ジェームズ・クラーク・マクスウェル望遠鏡（JCMT ）は、米国ハワイのマウナケア天文台にあるサブミリ波電波望遠鏡です。この望遠鏡はマウナケア山頂近くの標高13,425フィート（4,092メートル）にあります。主鏡の直径は15メートル（16.4ヤード）で、電磁スペクトルのサブミリ波（遠赤外線からマイクロ波）で動作する最大の単一皿望遠鏡です。^{[1]科学者はこれを使用して、}太陽系、星間塵やガス、遠方の銀河を研究しています。

JCMTは1987年に運用を開始し、2015年2月まで英国、カナダ、オランダのパートナーシップによって資金提供されていました。これは合同天文学センターによって運営され、数理物理学者の ジェームズ・クラーク・マクスウェルにちなんで命名されました。2015年3月、JCMTの運用は東アジア天文台に引き継がれました。資金は中国国家天文台、日本国家天文台、韓国天文科学研究院、台湾中央研究院天文天体物理学研究所によって提供されています。^[2]

この望遠鏡は、隣接するカリフォルニア工科大学のサブミリ波天文台と統合され、世界初のサブミリ波天文干渉計となりました。この成功は、後のサブミリ波干渉計やアタカマ大型ミリ波干渉計 (ALMA) の建設の原動力となりました。

近年、JCMTはイベント・ホライズン・テレスコープの観測にも参加し、ブラックホールの初の直接画像を作成しました。^[3] JCMTは金星の大気中の潜在的なバイオマーカーであるホスフィンの発見にも関与しました。^{[4] [5]}

1960年代後半、英国科学研究会議（SRC、 STFCの前身）の天文学委員会は、サブミリ波とミリ波の波長での天文観測の重要性を検討した。一連の提案と議論の後、1975年にSRCのミリ波運営委員会は、 750〜800μmまでの波長で観測できる口径15メートルの望遠鏡を建設することが可能であるという結論に達した。^[6]当時は国立新技術望遠鏡（NNTT）と呼ばれていたこのプロジェクトは、オランダ科学振興機構との80/20パーセントの共同事業となることになっていた。ハワイのマウナケア、アリゾナ州のピナレノ山脈、チリのサイトでサイトテストが行​​われ、マウナケアが選ばれた。NNTTは、 CSOやSMTなどの競合する望遠鏡よりも大きく、より多くの機器を搭載する予定だった。

最終仕様では、「サブミリ波に最適化された世界最大の望遠鏡」が求められた。これは、表面精度が 50 μm を超える 276 枚の個別に調整可能なパネルで構成される15 メートルのパラボラアンテナになるはずだった。これは、入射する放射線を複数の異なる受信機に向けるための三次ミラーを備えた高度方位角マウントのカセグレン望遠鏡になるはずだった。アンテナとマウントは、カルーセル開口部全体に張られた透明な膜を備えた共回転カルーセルによって風雨から保護されるはずだった。建設工事は 1983 年に開始され、順調に進んだ。^[6]

1984年、望遠鏡はイギリスからハワイへ船で運ばれた。当初の荷送人が土壇場で故障したため、望遠鏡はハワイへ直接届けるはずだった商船の船長に引き渡された。ところが船長は爆発物の積荷を受け取るためにオランダへ出航し、その後パナマ運河で遅れた。これは爆発物を運河で輸送するために特別な許可が必要だったためと言われている。その後船長は爆発物をエクアドルへ届け、ようやくハワイに到着した。領海のすぐ外で待機していた船長は、遅延料金（今では船料金とほぼ同額）の免除を要求し、要求が通らなければ望遠鏡を海に投げ捨てると脅した。望遠鏡チームは船板を引き渡すよう裁判所命令を得ることができ、その後船は沿岸警備隊に乗り込まれ、船長は銃を突きつけられて逮捕された。^[7]望遠鏡は1987年に初めて光を見た。最終的な施設の名前はジェームズ・クラーク・マクスウェル望遠鏡に変更された。

望遠鏡自体は、ハワイ島ヒロの合同天文学センター（JAC）によって運用されていました。1987年から2013年3月まで、望遠鏡は英国（55％）、カナダ（25％）、オランダ（ 20％）のパートナーシップによって資金提供されていました。2013年にオランダが撤退し、2015年まで株式は英国75％、カナダ25％になりました。2015年3月、英国とカナダは、日本、中国、台湾、韓国、および英国とカナダの大学のコンソーシアムによって資金提供されている東アジア天文台にJCMTの所有権を譲渡しました。

JCMT には、広帯域連続受信機とヘテロダイン検出スペクトル線受信機の 2 種類の機器があります。

連続放射は他の銀河における星形成の追跡であり、天文学者に私たちの銀河以外の銀河の存在、距離、進化の歴史についての手がかりを与えます。私たちの銀河内での塵の放射は、恒星の育成場と惑星形成星系 に関連しています。

スペクトル線の観測は、分子雲内の特定の分子を識別し、その分布と化学を研究し、天体全体のガス速度勾配を決定するために使用できます（ドップラー効果のため）。

旧式の連続単一ピクセル UKT14ボロメータ受信機は、1995 年頃にサブミリ波共通ユーザー ボロメータ アレイ(SCUBA) に置き換えられました。この装置は、450 ミクロンと 850 ミクロンの波長 (それぞれ 91 ピクセルと 37 ピクセル) で同時に動作し、星間塵からの熱放射に敏感でした。SCUBA は画期的な装置で、1997 年から 2003 年にかけて最も影響力の大きい天文学装置の 1 つでした。2005 年に運用が終了し、現在はスコットランド国立博物館に所蔵されています。

SCUBAの後継機として、2011年に運用が開始されたSCUBA-2が登場した。この画期的なカメラは、SCUBAの数百倍のマッピング速度を誇る超伝導遷移エッジセンサーの大型アレイで構成されている。450ミクロンと850ミクロンの波長で5120個のアレイ要素（合計10,240ピクセル）を持つ。2011年11月からSCUBA-2全天サーベイを含むJCMTレガシーサーベイを実施しており、2012年2月から一般天文観測に利用可能となった。^[8] 2つの補助機器であるFTS-2とPOL-2は、 SCUBA-2に 分光機能と偏光機能を追加している。

JCMT には、サブミリ波スペクトル線観測を可能にする 2 つのヘテロダイン受信機も装備されています。JCMT のスペクトル線マッピング機能は、2006 年に 350 GHz、16 要素ヘテロダイン アレイ受信機 HARP が稼働を開始したことで大幅に強化されました。 ^{[9]両方の機器は、JCMT の新しいデジタル}自己相関分光計 ACSISと組み合わせて使用​​できます。ヘテロダイン受信機の 1 つはNamakanui (「大きな目」) と名付けられており、^[10]夜にハワイの海を泳ぐ大きな目を持つ魚にちなんで付けられています。^[11]この受信機は、86、230、345 GHz で動作できます。

• 遠赤外線天文学
• 電波天文学
• SCUBA-2 全天調査
• サブミリ波天文学

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• JCMTホームページ（新）
• HARP/ACSIS で宇宙をスライス - オリオン座の新しい姿