NASA赤外線望遠鏡施設

NASA赤外線望遠鏡施設

場所	ハワイ州ハワイ郡
座標	北緯19°49′35″ 西経155°28′23″ / 北緯19.8263° 西経155.473° / 19.8263; -155.473
天文台コード	T13
望遠鏡スタイル	天文台 カセグレン反射 赤外線望遠鏡
直径	126インチ（3.2メートル）
Webサイト	ハワイ州
NASA赤外線望遠鏡施設の位置
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NASA赤外線望遠鏡施設（NASA IRTF ）は、赤外線天文学での使用に最適化された口径3メートル（9.8フィート）の望遠鏡で、ハワイのマウナケア天文台にあります。当初はボイジャー計画を支援するために建設されましたが、現在は赤外線天文学のための米国国立施設であり、惑星、太陽系、深宇宙のアプリケーションに継続的な支援を提供しています。IRTFは、NASAとの協力協定に基づきハワイ大学によって運営されています。IRTFの時間割り当て規則によると、観測時間の少なくとも50％は惑星科学に充てられています。^[1]

IRTF は、3.0 m (有効口径 118 インチ) の古典的なカセグレン望遠鏡です。カセグレン焦点の f 比は f/38 で、主鏡の f 比は 2.5 です。IRTF の設計のいくつかの側面は、IR 観測用に最適化されています。副鏡は、主鏡の周囲の望遠鏡構造からの熱放射が装置に見えないように小さめに作られています。主鏡自体は直径 126 インチですが、中央の 118 インチのみが使用されます。副鏡の中央にある小さな鏡は、装置が自身の熱放射を見るのを防ぎます。f 比が長いのは副鏡を小さくするためで、これも望遠鏡の熱放射を最小限に抑えるためです。鏡のコーティングは、熱放射が最小限になるように選択されます。望遠鏡の放射率は通常 4% 未満です。副鏡はチョッピング機構に取り付けられており、最大 4 Hz で望遠鏡の向きをターゲットから空に素早く切り替えることができます。

IRTF は、大型の英国式ヨーク赤道儀に取り付けられています。このマウントは非常に剛性が高く、たわみが少なくなり、望遠鏡を正確に向けることができます。望遠鏡は赤道儀に取り付けられているため、視野の回転を気にすることなく天頂からターゲットを観測できます。ヨーク マウントにより、望遠鏡は +69 度の赤緯より北に向けられません。この望遠鏡は主に惑星科学を目的としているため、この制限は許容範囲内と見なされました。望遠鏡は重いマウントに取り付けられているため、振動や風の揺れの影響は比較的受けません。

IRTF は、SpeX、NSFCam2、iSHELL、MIRSI の 4 つの施設機器をホストしています。また、IRTF は、多数の訪問機器もホストしています。

SpeX は、マウナケアにある NASA 赤外線望遠鏡施設 (IRTF) 向けに天文学研究所 (IfA) で構築された中解像度の 0.8-5.4 μm 分光器です。SpeX の主な科学的目的は、多くの惑星、恒星、銀河の特徴によく適合するスペクトル分解能と、空の輝線を適切に分離し、空の連続光を分散させる分解能で、最大限の同時波長カバレッジを提供することです。この要件により、プリズム クロス ディスパーサー (15 秒角の長さのスリット) を使用して、0.8-2.4 μm、2.0-4.1 μm、2.3-5.5 μm にわたって R~1000-2000 のスペクトル分解能を提供する機器が実現しました。シングル オーダーの長いスリット (60 秒角) モードも利用できます。高スループット プリズム モードは、固体の特徴と SED の R~100 での 0.8-2.5 μm 分光法用に用意されています。分光器には、Raytheon Aladdin 3 1024x1024 InSb アレイが使用されています。SpeX には、0.12 秒角/ピクセルで 60x60 秒角の視野をカバーする赤外線スリット ビューア/ガイドも含まれています。赤外線スリット ビューアには、Raytheon Aladdin 2 512x512 InSb アレイが使用されています。赤外線スリット ビューアは、画像化や測光にも使用できます。SpeX は、さまざまな惑星および天体物理学の研究プログラムに使用されており、IRTF で最も要求の多い機器です。SpeX は、2012 年 8 月から約 6 か月間、望遠鏡から外され、アレイをアップグレードします。

iSHELL は、2048x2048 の Hawaii-2RG 赤外線検出器アレイを使用する、1 - 5.3 μm の高解像度クロス分散エシェル分光器です。これは CSHELL に代わるものです。より大きなアレイとクロス分散器を使用することで、iShell は CSHELL よりも設定あたりの波長範囲がはるかに広くなります。iShell はシリコン浸漬格子を使用して、比較的小さな格子で高い分散を実現し、その結果、従来の格子を使用する場合よりも光学系と装置全体をはるかに小さくすることができます。したがって、SpeX よりもはるかに高いスペクトル解像度を備えているにもかかわらず、iShell はわずかに小さくなります。浸漬格子は 2 つあり、1 つは K バンドに最適化され、もう 1 つは L バンドに最適化されます。シリコン格子のため、iShell は 1 μm より短い光には反応しません。各ピクセルは天空上で 0.125 インチで、0.375 インチのスリットを使用した場合の分光分散は 75,000 です。0.375 インチから 4.0 インチまでの 5 つのスリットが使用可能です。iSHELL には、直径 42 インチの視野をカバーする IR イメージング モードと IR ガイド カメラもあります。2019 年現在、iSHELL は IRTF で 2 番目に多く使用されている機器です (SpeX に次ぐ)。

MIRSI は、グリズム分光機能を備えた 2.2 ～ 25 μm の熱赤外線画像カメラです。MIRSI はボストン大学によって構築され、現在は IRTF に拠点を置いています。これは、液体ヘリウムで冷却される唯一の施設機器であり、二次ミラーのチョッピング モードを使用する唯一の機器です。MIRSI には、CVF のほか、広帯域フィルターと狭帯域フィルターの選択肢があります。

MORIS (MIT 光学高速イメージング システム) は、電子増倍 CCD を使用した IRTF 用高速可視波長カメラです。MORIS は SpeX の側面ウィンドウに取り付けられ、SpeX の内部コールド ダイクロイックから供給されます。設計は、MIT とウィリアムズ カレッジの共同開発による POETS (ポータブル掩蔽、日食、通過システム) に基づいています。MORIS は IRTF で自由に使用でき、ユーザー インターフェイスは IRTF 標準インターフェイスに変換されています。可視光測光に加えて、MORIS は SpeX の可視光ガイドとしても使用され、V=20 の暗いターゲットへのガイドが可能です。ガイド ソフトウェアには大気分散補正が含まれており、可視光ガイド ボックスを動かして IR 画像を SpeX スリット上に維持します。

IRTF には、熱赤外線分光器などのビジター機器も多数設置されています。最近では、TEXES、EXES、BASS、HIPWAC などがこれにあたります。

IRTF スタッフは現在、光から赤外線までの視認限界積分フィールド ユニットである SPECTRE を開発しています。

CSHELL は、iSHELL が IRTF で運用を開始したときに廃止されました。CSHELL は、256 x 256 ピクセルの InSb 検出器アレイを使用する 1 - 5.5 μm の高解像度シングル オーダーエシェル分光器でした。各ピクセルは天空上で 0.2 インチで、分光分散はピクセルあたり 100,000 です。0.5 インチから 4.0 インチのスリットにより、最大 30,000 のスペクトル解像度が得られました。CSHELL には、30 インチ x 30 インチのフィールドをカバーするソース取得用の IR イメージング モードもありました。1 フィートの FOV を持つ内部 CCD により、ガイドが可能です。

NSFCAM2 は、天文学研究所 (IfA) で NASA 赤外線望遠鏡施設 (IRTF) 用に構築された 1-5 μm カメラです。このカメラは、2048 x 2048 ハワイ 2RG 検出器アレイを使用しています。画像スケールは 0.04 秒角/ピクセルで、視野は 82 x 82 秒角です。このカメラには 2 つのフィルター ホイールが含まれています。1 つ目は、広帯域フィルターと狭帯域フィルター、およびワイヤ グリッド偏光子を含む 28 ポジション ホイールです。2 つ目は、低解像度分光法用の 1.5-5 μm CVF とグリズムです。カメラ内部の F/38 望遠鏡焦点面にある 3 つ目のホイールには、グリズム スリットと視野レンズが含まれています。波長板を含む外部ホイールは、偏光測定用の CVF ホイールの偏光子とともに使用できます。 NSFCam2 は、新しいアレイ コントローラーを備えたより高品質のエンジニアリング グレードのハワイ 2RG アレイにアレイをアップグレードするために、2012 年秋に望遠鏡から取り外されました。2019 年現在、NSFCam2 は IRTF で使用できなくなりました。

IRTF ユーザーの大半は、IRTF をリモートで使用することを好みます。観測者は、オフィスや自宅など、世界中のどこからでも高速インターネット接続のある場所から IRTF を使用できます。観測者は、山頂にいるときと同じように VNC セッションを介して機器を制御し、電話、Polycom、または Skype を介して望遠鏡のオペレーターと通信します。観測者は、時間割り当てのために電話をかけてログインします。リモート観測にはいくつかの利点があります。リモート観測により、観測者は所属機関からハワイまで移動する時間と費用を節約できます。これまで、観測者が望遠鏡まで移動すると、望遠鏡は一晩中スケジュールされていました。リモート観測では、観測者は一晩中を要求するのではなく、必要なときに必要な時間だけリクエストを送信する必要があります。観測者はハワイまで移動する必要がないため、望遠鏡をより頻繁に使用するようリクエストすることもできます。これにより、IRTF は、太陽系のオブジェクトの毎週の監視など、ターゲットの頻繁な観測が必要な多くのプログラムをサポートできるようになりました。リモート観測により、IRTF はターゲット オブ オポチュニティ (ToO) プログラムもサポートできるようになりました。これは、望遠鏡のスケジュール時に観測のタイミングを予測できない、科学的に価値の高いプログラムです。例としては、予期せず爆発する超新星や、地球に最も近づく直前に発見される可能性のある地球近傍小惑星などがあります。観測者は通常は遠隔地にいますが、望遠鏡のオペレーターは山頂にいて、施設の安全を確保し、観測者を支援し、夜間に発生する可能性のある問題のトラブルシューティングを行います。

NASAの赤外線望遠鏡施設（IRTF）は、2016年に地球から約9月の距離まで接近した彗星P/2016 BA14の観測も行いました。 ^[2]

NASA IRTFはイギリス赤外線望遠鏡と同時期に建設された。この地域で最初の望遠鏡を建設した天文学研究所のジョン・ジェフリーズは「同じ場所に同じ時期に2つの望遠鏡があるのは、時には恥ずかしいことだった。なぜ2つもあるのか？1つ作って共有したらどうか？」と当然の疑問が湧く。^[3]

専用の赤外線望遠鏡には、高所の乾燥した場所、特殊な機器、可視波長の観測と同様の高品質の鏡と光学系が必要です。 1980 年頃の他の大型光学赤外線および近赤外線望遠鏡:

他には、スイスアルプスにある 150 cm (59 インチ) のゴルナーグラート赤外線望遠鏡と、カナダの モンメガンティック天文台にある 160 cm (63 インチ) の望遠鏡という、より小型の近赤外線望遠鏡が 2 つあります。

ウィキメディア・コモンズには、赤外線望遠鏡施設に関連するメディアがあります。

• 最大の光学反射望遠鏡のリスト
• 最大の赤外線望遠鏡のリスト

• NASA赤外線望遠鏡施設のホームページ