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 ナンサイの大電波望遠鏡の副鏡 | |
| 別名 | ナンカイ駅 |
|---|---|
| 位置 | サントル ヴァル ド ロワール、ナンセ、フランス |
| 座標 | 北緯47°22′50″ 東経2°11′42″ / 北緯47.38042° 東経2.19503° / 47.38042; 2.19503 |
| Webサイト | 翻訳: |
| 望遠鏡 |
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  ナンチャイ電波天文台の位置 | |
 コモンズの関連メディア | |
ナンセ電波天文台（フランス語：Station de Radioastronomie de Nançay ）は、1956年に開設され、パリ天文台の一部であり、オルレアン大学とも提携しています。フランスのソローニュ地方のシェール県にあります。このステーションはいくつかの機器で構成されています。これらの中で最も象徴的なのは、世界最大級の電波望遠鏡の1つである大型デシメトリック電波望遠鏡です。また、T字型アレイの電波ヘリオグラフや、3メートルから30メートルの波長で動作するデカメトリックアレイも長年定着しています。
歴史
電波天文学は第二次世界大戦後、専門家と余剰機器が民間で利用できるようになったことで誕生した。エコール・ノルマル・シュペリウールには、戦争中にイギリスがドイツから接収した直径7.5メートルのヴュルツブルク・リーゼが3台提供された。これらは当初、マルクーシにあるフランス海軍の研究センターに設置された。[1]
電波天文学には、1.5～2 km の距離に広がるアンテナやかなりの大きさのアンテナを設置し、人間の技術による不要な電波を避けるために、広くて平坦で人里離れた場所が必要であることが認識されていました。ナンチャイ近郊の 150 ヘクタールの森林地帯が利用可能になり、1953 年に購入されました。最初は、さまざまな小型機器 (単一皿アンテナや干渉計) が設置されました。幅 6 m の鉄道線路が建設され、東西と南北に 1 本ずつ走っており、赤道儀に取り付けられた40 t のヴュルツブルク アンテナを運ぶことになりました。[1]
現在のヘリオグラフの前身は、東西1500メートルの基線に沿って直径5メートルのアンテナ16台が均等に配置され、南北には直径6メートルのアンテナ8台が一列に並んでいた。観測周波数は169MHz（波長1.77メートル）であった。[2]
1951 年に21 cm 線が発見され、星間および銀河系外の線放射と吸収を観測できる見通しが立った後、より感度の高い 電波望遠鏡の必要性が生じた。望遠鏡はサイズが大きいため、角度分解能も高くなる。この「大型電波望遠鏡」の計画は、1956 年にジョン・D・クラウスが設計したものから派生したものである。この設計により、可動部品をあまり必要とせずに、広い収集領域と高い分解能が可能になった。欠点は、子午線に制限されることと、方位角よりも高度の方がはるかに粗い非対称の角度分解能である。高度制御は当初非常に困難であることが判明した。[1]
大型電波望遠鏡
大型電波望遠鏡（フランス語：le Grand Radiotélescope、または愛称はle Grand Miroir [3]）は1960年から1965年にかけて建設されました。 [4]当初は、主鏡と副鏡の中央20%のみが概念実証として設置されました。鏡は1964年に現在の最大サイズまで拡張され、望遠鏡は1965年にシャルル・ド・ゴールによって正式に開所されました。科学観測は1967年に始まりました。
大型電波望遠鏡は、クラウス型設計のトランジット望遠鏡である。施設の北端にある主鏡は、幅 200 m、高さ 40 m の平面鏡である。これは、観測対象の高度に合わせて調整できる。主鏡は、それぞれ 40 t の質量を持つ 5 つの幅 20 m のセグメントで構成されます。電波は水平に反射され、南に 460 m 離れた副鏡に送られます。副鏡の形状は、幅 300 m、高さ 35 m の球体セグメントです。副鏡は、電波を北に 280 m、主鏡までの距離の約 60% にある焦点に反射します。焦点には、さらに鏡と受信機を備えたキャビンが設置されています。観測中、キャビンは西から東に移動され、子午線を通過する観測対象を約 1 時間追跡します。 [ 4] [1]
主鏡と副鏡は、12.5 mmの穴が開いた金属金網でできています。反射面の精度は4 mmで、約8 cm以上の波長で使用できます。したがって、この望遠鏡は、中性原子水素（HI）の21 cmスペクトル線とOHラジカルの18 cmスペクトル線を含むデシメートル波用に設計されています。[4]
電波検出器は受信機からのノイズを低減し、天体放射に対する 感度を向上させるために 20 K まで冷却されます。
大型電波望遠鏡は、1.1GHzから3.5GHzの周波数で連続放射とスペクトル放射または吸収線を観測します。オートコリレータ 分光計は、それぞれ1024チャンネルと0.3kHzのスペクトル分解能で、異なる周波数で8つのスペクトルを観測できます。この機器は、大規模な統計調査や明るさが変化する物体の監視に特に適しています。[3]
観測プロジェクトには以下のものがある: [4] [3]
- 21 cm HI 放射による銀河の観測により、銀河の回転、距離、クラスター形成、動きを研究します。これには、天の川銀河によって可視光で隠されている銀河、青色コンパクト銀河、表面輝度が低い銀河 (可視光)、活動銀河核が含まれます。
- パルサー、パルスタイミング、距離、地球への光路上の星間物質など。ナンサイはヨーロッパパルサータイミングアレイの一部です。
- 恒星の外殻、噴火する恒星、赤色巨星。
- 彗星における 18 cm OH 放射と吸収を調べ、水とガスの損失率を決定します。
電波ヘリオグラフ
ヘリオグラフは、直径数メートル（主に5メートル）の赤道上に設置されたアンテナで構成されたT字型の干渉計です。19のアンテナは3.2 kmの東西基線上に、25のアンテナは2.5 kmの南北基線上にあります。この機器は1日7時間太陽を観測し、150 MHzから450 MHzの周波数範囲（波長2 mから0.67 m）でコロナの画像を生成します。角度分解能は、可視光での肉眼の分解能と同等です。1秒間に最大200枚の画像を撮影できます。これにより、静穏コロナ、太陽フレア、コロナ質量放出の体系的な研究が可能になります。[4] [5]
ナンサイの観測は、可視光、紫外線、X線での宇宙探査機による同時観測を補完するものである。[5]
デカメートル配列
デカメトリックアレイは 1974 年から 1977 年にかけて構築されました。これは 144 個のスパイラルアンテナで構成され、円錐状の支持構造の周囲に螺旋状に巻かれた導体ケーブルでできています。円錐の基部の直径は 5 メートル、高さは 9 メートルで、南に 20 度傾いています。円錐は約 1 ヘクタールの領域に広がっています。円錐の半分はもう半分とは逆方向に巻かれており、左円偏波と右円偏波の電波を区別できるようにしています。各偏波の収集領域は約 3500 m 2で、直径 67 m の皿に相当します。この機器は 3 メートルから 30 メートルの波長に感度があり、これは電離層を通して観測できる最長の電波です。この機器は干渉計ではなく、フェーズドアレイです。さらに、フェーズドアレイは、個々のアンテナ間の電子信号遅延を変更することで、観測方向を瞬時に変更することができます。[6] [7]
角度分解能は約 7° x 14° です。デカメトリックアレイは画像を作成しませんが、観測された空の位置から単一のスペクトルを観測し、その時間変化を記録します。2 つの主要なオブジェクトは太陽の上部コロナと木星の磁気圏で、どちらも 1977 年以来ほぼ毎日観測されています。太陽と木星からの信号の時間的変化は非常に急速であるため、ナンサイではこれらの観測用に非常に高速な受信機が開発されました。[6] [7]
ナンシーによる木星の観測は、ボイジャーやガリレオのような宇宙探査の結果を補完するものである。[6]
LOFARとNenuFAR
LOFAR は、ヨーロッパ全土に約 50 のアンテナ アレイ (「ステーション」) で構成されています。これらは高速インターネット リンクによってオランダのコンピューターに接続されています。110 MHz から 250 MHz (2.7 m から 1.2 m) に最適化されていますが、30 MHz から 80 MHz (10 m から 3.7 m) でも適度なパフォーマンスを発揮します。[8]
NenuFAR（N E xtension in N ançay U pgrading LO FAR）は、10 MHzから85 MHz（30 mから4 m）の周波数範囲に最適化された超低周波フェーズドアレイです。これらは、電離層によって遮断されない最長の電波です。初期の科学運用は2019年に開始される予定です。主な科学的目標は次のとおりです。[8]
- 電波による太陽系外惑星（の磁気圏）の検出と研究、
- ビッグバンから約1億年後、中性水素原子が再イオン化されたときに最初の星と銀河が形成された時代の検出。
- 低周波での銀河系全体の分光法を含むパルサーの研究。
完成すると、1938本のアンテナが設置される。そのほとんどは直径400mの中心に位置するが、114本のアンテナは最大3kmの距離に分散される。[9]
NenuFARは3つの手段からなる：[8]
- 複数の位置を同時に観測する電波望遠鏡、
- 自律型無線画像撮影装置、数秒で1°解像度、数時間で10分の解像度の無線画像を作成する。
- LOFAR「スーパーステーション」、つまりNançay LOFARステーションの大規模な拡張により、NenuFARとLOFARを組み合わせて、1秒角未満の解像度の電波画像を作成できます。
その他の楽器とコラボレーション
近年、天文観測プロジェクトは専門知識と資金の共有が必要なことから、国際協力となってきました。望遠鏡が複数の国にまたがるケースもあります。そのため、21世紀のナンチャイ天文台の開発は、LOFARなどの大型機器の部品の設置場所の提供や、LOFARや平方キロメートルアレイ（SKA）などの国際協力への専門知識の提供に重点が置かれる傾向にあります。[10]
抱きしめる
ナンチャイとヴェステルボルクにあるEMBRACE（電子マルチビーム電波天文学コンセプト）は、 SKAフェーズ2のプロトタイプ施設です。900MHyから1500MHzで動作する4608個のアンテナのフェーズドアレイです。これらは70m2の電波ドームに収容されています。複数のビームにより、同時に複数の天空位置を観測できます。[7] [10]
オルフィー
ORFEES（Observation Radiospéctrale pour FEDOME et les Eruptions Solaires）は、宇宙天気と太陽フレアの予測に特化した直径5メートルのアンテナです。130MHzから1GHzの間で太陽コロナを毎日観測し、太陽の電波放射をほぼリアルタイムで監視できます。[7]
コダレマ
CODALEMA（対数型電磁アンテナを備えた宇宙線検出アレイ）は、大気中で粒子のカスケードを引き起こす超高エネルギー宇宙線の検出を試みるための機器のセットです。これらの空気シャワーは、 20MHzから200MHzの広い周波数帯域で測定される非常に短い電磁信号を生成します。約50のアンテナのアレイがサイトの広いエリアに広がっています。[7]
監視アンテナ
高さ22メートルのマストの上にある木のてっぺんに設置されたアンテナは、ナンチャイサイトの電波品質を20年間監視してきました。これにより、電波ヘリオグラフとデカメトリックアレイによる観測に影響を与える干渉を特定できます。100MHzから4000MHzまでの帯域が、全体的に、また複数の方向から観測されます。[7]
ポール・デ・エトワール
ポール・デ・エトワールのビジターセンターの駐車場からは、大型電波望遠鏡、天文台に関する多数の展示パネル、ヘリオグラフアンテナの1つまたは2つが見える。ビジターセンターでは、開館時間中、天文学と天文台の活動に関する常設展示を行っている。また、1日1回、プラネタリウムショーや大型電波望遠鏡と電波ヘリオグラフのガイド付きツアーも行われている。[11]
参照
参考文献
- ^ abcd ジャン＝ルイ・スタインバーグ (2004)。 「ナンセ駅の創造」。アストロノミー。118 : 626–631。ISSN 0004-6302。
- ^ ジャン＝ルイ・スタインバーグ (2004)。 「電波天文学干渉法」。アストロノミー。118 : 622–625。ISSN 0004-6302。
- ^ abc ジル・テロー、イスマエル・コニャール (2004)。 「ル・グラン・ミロワール」。アストロノミー。118 : 10-16. Bibcode :2004LAstr.118...10T。ISSN 0004-6302。
- ^ abcde ジャン＝ルイ・スタインバーグ (2004)。 「レ・サンカンテ・アン・ド・ナンセ」。アストロノミー。118 : 5-9. ISSN 0004-6302。
- ^ ab カール・ルートヴィヒ・クライン (2004)。 「Lesoleil en ondes radioélectriques – Le radiohéliographe de Nançay」。アストロノミー。118 : 21-25. ISSN 0004-6302。
- ^ abc フィリップ・ザルカ (2004)。 「ナンセーの研究とイオと木星の電気力学的相互作用の研究」。アストロノミー。118 : 17-20. ISSN 0004-6302。
- ^ abcdef "Station de Radioastronomie de Nançay" . 2019年11月15日に取得。
- ^ abc 「NenuFAR – Nançayの新しい拡張によりLOFARがアップグレード」。2019年11月15日閲覧。
- ^ “NenuFAR の発足、独自の電波望遠鏡”. 2019-10-03 。2019年11月15日に取得。
- ^ ab ニコラ・デュボロズ、ヴィム・ヴァン・ドリエル、アラン・ケルドラオン、フィリップ・ザルカ (2004)。 「La station de Nançay et les projets internationaux de 'radiotélescopes du futur'」" 。L'Astronomie。118 : 26–29。ISSN 0004-6302 。
{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク) - ^ “ナンセのポール・デ・エトワール” . 2019年11月7日に取得。
さらに読む
- Wayne Orchiston、James Lequeux、Jean-Louis Steinberg、Jean Delannoy (2007)。「フランス電波天文学の歴史のハイライト – 3: マルクーシ、ムードン、ナンセーのヴュルツブルクのアンテナ」。天文学史遺産ジャーナル。10 (3): 221–245。Bibcode :2007JAHH...10..221O。doi : 10.3724 / SP.J.1440-2807.2007.03.12。ISSN 1440-2807。S2CID 129489453 。
{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク) - Wayne Orchiston、Jean-Louis Steinberg、Mukui Kundu、Jacques Arsac、Émile-Jacques Blum、André Boischot (2009)。「フランス電波天文学の歴史を振り返る - 4: エコール・ノルマル・シュペリュール、マルクーシ、ナンセーにおける初期の太陽研究」。天文学史遺産ジャーナル。12 (3): 175–188。doi : 10.3724 / SP.J.1440-2807.2009.03.01。ISSN 1440-2807。S2CID 118773903 。
{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク) - ジェームズ・ルクー、ジャン＝ルイ・スタインバーグ、ウェイン・オーキストン (2010)。「フランス電波天文学の歴史ハイライト - 5: ナンセー大型電波望遠鏡」。天文学史遺産ジャーナル。13 (1): 29–42。Bibcode :2010JAHH...13...29L。doi : 10.3724 / SP.J.1440-2807.2010.01.03。ISSN 1440-2807。S2CID 115302895 。
{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク) - モニーク・ピック、ジャン＝ルイ・スタインバーグ、ウェイン・オルキストン、アンドレ・ボワショ（2011）。「フランス電波天文学の歴史を振り返る - 6：ナンセーの多素子格子アレイ」。天文学史遺産ジャーナル。14 （1）：57–77。doi ：10.3724/ SP.J.1440-2807.2011.01.05。ISSN 1440-2807。S2CID 124632268 。
{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
外部リンク
- ウィキメディア・コモンズのナンチャイ天文台に関連するメディア
- ナンセー電波天文台（公式サイト、フランス語）
- Pôle des Étoiles (ビジター センターの公式サイト、フランス語)
