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「天を掃く」天文学/小林尚人の天文学@長野県 | 広報誌「淡青」35号より (広報室)

2017年10月16日掲載

実施日: 2017年09月08日

天文学 @ 長野県
 
木曽山中の空の暗さを武器に続く
「天を掃く」天文学

長野の木曽山中には、東大の天文台があります。そこでは、天文学にとって大変重要な、空の暗さと空気の清澄さを備える好環境のもと、観測活動が続いてきました。その40年以上の歴史を継いで観測所長を務めている小林先生が、活動の一端を現場発の画像とともに案内します。
 

小林尚人/京都出身
Naoto Kobayashi
理学系研究科附属天文学教育センター木曽観測所
准教授

 

 

木曽1.05mシュミット望遠鏡。“Nikonが作った最も大きなカメラ”です。

現在稼働中のCCDカメラ「KWFC」(視野は2度角)で撮られた「ばら星雲」。
  
わたしたちの研究拠点である木曽観測所は、東大が国内に持つ唯一の天文台です。1974年の開所から40年以上経ちましたが、まだ現役で活躍し続けています。天文学にとっては、空の暗さほど大切なものはありません。長野県は国内で最も平均標高が高い県ですが、とくに中央アルプスと北アルプスに挟まれた木曽山中にある観測所は、空が暗く空気もきれいで屈指の天体観測条件を備えています。

観測所の主力は、口径1.05mの巨大レンズと1.5mの反射鏡を組み合わせた「シュミット望遠鏡」ですが、このタイプの望遠鏡は天空上の非常に広い範囲(直径で満月18個分)を同時に見ることができるのが最大の特徴です。最先端で活躍しているプロユースのシュミット望遠鏡は、世界に日米豪欧の4台しかなく、たいへん貴重なものです。

原理的に天空の狭い範囲しか見られない大望遠鏡と比較して、10-1000倍以上もの広視野をもつシュミット望遠鏡は、「サーベイ(掃天)」と呼ばれる新天体を探査するタイプの天体観測で威力を発揮します。木曽観測所は、東京からもアクセスのよい国内施設であることを活かし、昔のアナログ写真乾板から最近のデジタル方式のカメラまで、東大が進めた数々の最先端天文観測装置開発の舞台となりました。

そして現在、天文にも十分に使用できるCANONの高感度デジタルカメラセンサー(CMOSセンサー)を84台縦横に並べた超広視野カメラ「Tomo-e Gozen」を開発中です。この名前は、源平合戦の勇敢な女武者として知られ、また非常に長生きしたと言われる木曽生まれの巴御前(ともえごぜん)にちなんでいます。Tomo-eは来年完成する予定ですが、世界初のCMOSセンサーを使った本格的な天体カメラとなります。
 

Tomo-e Gozenカメラの試験機(全体の1/4)。各ガラス窓の内部にCMOSセンサーが装着される。

天の川と木曽観測所ドーム。観測は続く…。
Tomo-eが目指すサイエンスは、その超広視野を活かし、超新星などの突発天体を多数発見することです。Tomo-eは数時間で全天(半球)すべてを探査することができますので、文字通り“空を掃く”ように次々と天体を発見していくことでしょう。中でも今後は、アインシュタインの一般相対性理論によって予言された“時空の波”である「重力波」の放射天体を、可視光で見つけることが最大の目標です。東大宇宙線研究所神岡宇宙素粒子研究施設で建設中の「KAGRA」のような世界の大型重力波望遠鏡が重力波を検出した広い天域に対して、木曽観測所のTomo-eにより直ちに対応天体を探査することが可能になります。

このように木曽観測所は、大学に相応しい先鋭的な研究の現場として長年使われてきましたが、これからも末永く使われていくことでしょう。天文学はたいへん息の長い学問であり、シュミット望遠鏡のような“尖った”特徴をもった施設を大切にして使っていれば、そのうち新しい天体が自然に登場してくれるものです。

木曽にいると、青い空、美しい渓流、新緑、紅葉、そして白い雪山と自然がいつも当たり前のようにすぐ傍にあるからでしょうか、東京にいる時と比べて地に足をつけて自然に対峙している臨場感があります。また地域にいると、長野県の高校生を相手にした合宿型のアウトリーチ、講演、出前教室、見学案内、特別公開など多数の交流が自然と生まれ、東京にいるときよりも人との対峙もずっと増えてきます。このように、地域施設は東大の外との“接点”として、欠かせない役割を担っているように思います。 
※本記事は広報誌「淡青」35号の記事から抜粋して掲載しています。PDF版は淡青ページをご覧ください。



木曽観測所本館屋上から見た夏の星空。魚眼レンズで全天を同時に見ている。空の中央に天の川が走る。これを見て人生が変わった人も多数います…。右上あたりが銀河系の中心方向。
 
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