月面に巨大な「ハイパー望遠鏡」を設置する計画を科学者が発表

masapoco
投稿日 2023年9月12日 8:38
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私たちは自宅の庭や人里離れた山の上に望遠鏡を建設し、さらには宇宙に望遠鏡を打ち上げてきた。技術が進歩するたびに、私たちは宇宙について驚くべき新発見をしてきた。では、天文台の次の進歩はどうあるべきなのだろうか?arXivに掲載された新しい論文によれば、月面が良い選択だろう。

月面に望遠鏡を設置するのは新しいアイデアではない。すでにNASAは、月クレーター電波望遠鏡(Lunar Crater Radio Telescope: LCRT)のための探査助成金に資金を提供している。アポロ計画では、宇宙飛行士が月に反射鏡を設置し、天文学者が月までの距離をミリメートル単位で測定できるようにした。この新しい論文の中で、著者らはいくつかの既知のアイデアを要約し、“ハイパーテレスコープ”と呼ぶ新しい概念も紹介している。

LCRTのような月の裏側に設置する電波望遠鏡は、おそらく最も人気のある提案であろうが、その他にも、月の極に設置するライフファインダー望遠鏡(LFTALP)がある。さらに、明るい紫外線天体に焦点を当てた月光紫外探査機(LOUVE)もある。LIGOに似た重力波観測所の提案もある。

これらすべての提案の問題点は、地球上でも困難な技術レベルでの建設が必要になることだ。月面にアレイ天文台などを建設するというアイデアは高い目標だが、現在のところ我々の技術力をはるかに超えている。そこで著者らは、もう少し単純なアイデアを提案している。月の地形を利用した基本的な光学望遠鏡である。光学望遠鏡の威力は、主鏡の大きさと望遠鏡の焦点距離に大きく依存する。地球上では、複数の鏡を持つことで焦点距離を伸ばすことができる。

ハイパーテレスコープは、クレーターの地形に沿って配置された主鏡としてミラーアレイを使うことができる。望遠鏡の検出器群は、アレシボ天文台の検出器がメッシュディッシュの上に吊り下げられているのと同じように、ケーブルで吊り下げることができる。鏡を大きくする必要がないため、建設ははるかに簡単で、クレーターの一般的な形状のため、設置に必要な「土工事」も少なくて済む。このアイデアの変形として、クレーターの片側に鏡を設置し、もう片側に観測機器を設置することも考えられる。この場合、焦点距離が非常に大きくなるが、そのような望遠鏡の観測範囲は限られる。

これらのアイデアはすべて、まだ初期段階にある。また、建設以外にも克服しなければならない重大な課題がある。ダストは時間とともにミラーに蓄積され、除去する必要がある。また、月の地震活動は地球よりはるかに少ないが、それでもミラーと検出器のアライメントに影響を与える可能性はある。しかし、はっきりしていることは、私たちは月に戻り、人類が行くところには望遠鏡を建設するということだ。月面天文台は時間の問題なのだ。


論文

研究の要旨

今後数十年の可視領域における月からの天文学の可能性について概説する。測光から高コントラスト、高角度分解能の撮像までの観測的アプローチを簡単にレビューした後、太陽系から銀河系外領域までの有望な科学的目標に焦点を当てる。最後に、地球-月系を使って基礎物理学を検証する提案を加える。この会議は、月からの天文学の次の数十年に特化したものであるため、今から数十年後のプロジェクトと科学目標を検討する。


この記事は、BRIAN KOBERLEIN氏によって執筆され、Universe Todayに掲載されたものを、クリエイティブ・コモンズ・ライセンス(表示4.0 国際)に則り、翻訳・転載したものです。元記事はこちらからお読み頂けます。



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