ダニエル・K・イノウエ太陽望遠鏡

ダニエル・K・イノウエ太陽望遠鏡
左側にダニエル・K・イノウエ太陽望遠鏡
別名DKIST
場所ハレアカラ天文台、ハレアカラ、マウイ郡、ハワイ
座標北緯20度42分17秒 西経156度10分36秒 / 北緯20.7047度、西経156.1767度 / 20.7047; -156.1767
高度3,084メートル（10,118フィート）
波長380 nm (790 THz)～5,000 nm (60 THz)
直径4.24メートル（13フィート11インチ）
二次直径0.65メートル（2フィート2インチ）
照射直径4メートル（13フィート1インチ）
収集エリア12.5 m 2 (135 平方フィート)
Webサイトwww .nso .edu /telescopes /dki-solar-telescope
ダニエル・K・イノウエ太陽望遠鏡は太平洋に位置している。
ダニエル・K・イノウエ太陽望遠鏡
ダニエル・K・イノウエ太陽望遠鏡の位置
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ダニエル・K・イノウエ太陽望遠鏡（DKIST ）は、ハワイのマウイ島にあるハレアカラ天文台にある太陽研究のための科学施設です。 2013年までは先端技術太陽望遠鏡（ATST ）として知られていましたが、ハワイ選出の米国上院議員ダニエル・K・イノウエにちなんで名付けられました。[ 1 ]口径4メートルの世界最大の太陽望遠鏡です。 [ 2 ] [ 3 ] DKISTは国立科学財団の資金提供を受け、国立太陽観測所が管理しています。総プロジェクト費用は3億4,413万ドルです。[ 4 ]多くの研究機関の共同プロジェクトです。2020年1月にいくつかのテスト画像が公開されました。[ 5 ]建設の終了と科学観測への移行は2021年11月に発表されました。[ 6 ]

DKISTは、可視光線から近赤外線までの波長域で太陽を観測することができ、4.24メートルの主鏡を軸外グレゴリアン配置で搭載しています。これにより、4メートルの遮蔽のないクリアな開口が得られます。補償光学により、大気による太陽像の歪みやぼやけを補正し、 20キロメートル（12マイル）という小さな太陽の特徴を高解像度で観測することができます。軸外クリアな開口設計により、中心の遮蔽物がなくなり、散乱光が最小限に抑えられます。また、補償光学やスペックルイメージングなどのデジタル画像再構成の操作も容易になります。

ハレアカラ火山の場所は、日中の晴天と大気の視界の条件が良好であったため選ばれた。[ 7 ]

2022年2月23日に最初の科学観測を開始し、1年間の運用試運転段階の開始を示しました。[ 8 ]

工事

望遠鏡の建設契約は2010年に締結され、当時の完成予定日は2017年でした。[ 9 ] DKISTの建設現場は2013年1月に始まり、[ 10 ]望遠鏡のハウジングの作業は2013年9月に完了しました。[ 11 ]

主鏡は2017年8月1日から2日の夜に現場に搬送され[ 12 ]、完成した望遠鏡は2019年12月に前例のないほど詳細な太陽の画像を提供した。太陽の磁場を測定するためのさらなる機器は、2020年前半に追加される予定だった。[ 3 ]建設が完了し、最初の科学観測とともに運用段階に移行することが2021年11月22日に発表された。当時、望遠鏡の建設には25年以上かかっていた（建物だけでなく予備設計などを含む）。[ 6 ]

主望遠鏡構造

望遠鏡マウントアセンブリには、直径 4 メートルの大型主鏡が搭載されています。

厚さ75mm、f/2の主鏡は直径4.24mで、外側の12cmはマスクされており、直径12m、f/0.67の凹面放物面の4mの軸外部分を残しています。この鏡はショット社によってゼロデュアから鋳造され、アリゾナ大学リチャード・F・カリス鏡研究所で研磨され、 AMOS鏡コーティング施設でアルミニウムメッキされました。[ 13 ] [ 14 ]

0.65メートルの二次鏡は、焦点距離1メートルの凹面楕円体で、炭化ケイ素で作られており、熱膨張と望遠鏡構造の曲がりを補正して鏡を最適な位置に維持するために六脚に取り付けられています。

適応光学と能動光学

DKISTの主要コンポーネントの一つは、適応型能動光学系であり、地球の大気の影響による望遠鏡画像の歪みを補正する役割を担っています。「シーイング」と呼ばれるこれらの歪みは、大気中の温度勾配やその他の要因によって引き起こされ、望遠鏡画像の品質を著しく低下させる可能性があります。[ 15 ] [ 16 ]

DKISTの補償光学システムは、大気の歪みを補正するためにリアルタイムで調整可能な可変形状ミラーを使用しています。また、このシステムには波面センサーも搭載されており、入射光の歪みを測定し、その情報を可変形状ミラーにフィードバックして必要な調整を行います。[ 17 ] [ 15 ]

一方、能動光学系は望遠鏡の焦点と位置を維持する役割を担っています。センサーとアクチュエーターのネットワークを用いて望遠鏡の鏡の位置を常に監視・調整し、鏡が適切に位置合わせされ、焦点が合った状態を維持できるようにします。[ 15 ]

補償光学システムと能動光学システムを組み合わせることで、DKISTはこれまでに撮影された太陽画像の中でも最高解像度の画像をいくつか生成することができます。これらの画像は、太陽の表面と大気をより詳細に研究するために使用でき、科学者が太陽活動と宇宙天気を駆動するプロセスをより深く理解するのに役立ちます。[ 18 ]

計装

DKISTが撮影した太陽表面の高解像度画像
DKISTが撮影した太陽黒点の高解像度画像[ 19 ]

DKISTは5つの第一世代の機器を搭載する予定です。[ 20 ]

可視広帯域イメージャー（VBI）

VBIは回折限界の2チャンネルイメージャーで、各パスは干渉フィルターと、太陽の画像をサンプリングするデジタル科学CMOSセンサーカメラで構成されています。各カメラは4k×4kピクセルを備えています。干渉フィルターは、太陽光の特定の波長範囲（つまり色）のみを透過するバンドパスフィルターとして機能します。各チャンネルには4種類の干渉フィルターが用意されており、電動の高速交換フィルターホイールに搭載されています。

VBI 青チャンネル（視野45インチ ）

VBI 赤チャンネル（視野69インチ ）

波長ごとに、画像のバーストが高フレーム レート (30 fps )で記録され、デジタル分析されて 1 つの鮮明な画像 (スペックル再構成) に形成されます。

VBI は国立太陽観測所によって製造されています。

可視分光偏光計（ViSP）

ViSP は、 High Altitude Observatoryによって製造されています。

可視光チューナブルフィルター（VTF）

VTF は、キーペンホイアー研究所 (ゾンネン物理学研究所)によって製造されています。

回折限界近赤外分光偏光計（DL-NIRSP）

DL-NIRSPは、スペクトル分解能R=250000の回折格子ベースの積分視野分光器です。DL-NIRSPは、ハワイ大学天文学研究所（IfA）によって製造されています。

極低温近赤外分光偏光計（Cryo-NIRSP）

Cryo-NIRSP は、ハワイ大学天文学研究所 (IfA) によって製造されています。

パートナー

2014年現在、22の機関がDKISTの協力に参加している。[ 21 ]

ソーラーオービターとダニエル・K・イノウエ太陽望遠鏡の共同研究

ソーラー・オービターとダニエル・K・イノウエ太陽望遠鏡（DKIST）は、太陽物理学コミュニティが利用できる2つの施設であり、それぞれ宇宙と地上から最高の空間解像度で観測を提供しています。これら2つの施設による太陽の最初の共同観測は、2022年10月18日から24日の間に行われました。これらの最初の共同観測の目的は、このような高解像度の共同観測が、同様のキャンペーンと相まって、この分野における重要な科学的問題の解決にどのように役立つかを実証することでした。共同データは週を通して数回収集され、コロナループの物理、小規模活動領域の増光の形成と進化、コロナ雨のダイナミクスの研究が可能になりました。[ 22 ]

参照

参考文献

  1. ^ 「太陽望遠鏡、故イノウエ上院議員にちなんで命名」国立太陽観測所2013年12月16日. 2015年10月21日閲覧。
  2. ^ Witze, A. (2020年1月29日). 「世界最強の太陽望遠鏡が稼働中」Nature . doi : 10.1038/d41586-020-00224-z . PMID 33504997. S2CID 213261911 .  
  3. ^ a bハンナ・デブリン（2020年1月29日）「望遠鏡が太陽のこれまでで最も詳細な画像を撮影」ガーディアン紙。
  4. ^ 「NSF FY2019 Report」（PDF） .米国国立科学財団. 2019年. 2022年12月16日閲覧。
  5. ^ Crockett, C. (2020年1月29日). 「これらはこれまで撮影された太陽の画像の中で最も詳細なものだ」 . Science News . 2020年1月30日閲覧。
  6. ^ a b「素晴らしい仕事でした、チーム！」 Twitter .国立太陽観測所. 2021年11月24日閲覧。
  7. ^ラフタリー、クレア（2019年12月18日）「なぜハレアカラにイノウエ太陽望遠鏡を建設するのか」国立太陽天文台（NSO） . 2022年12月24日閲覧。
  8. ^米国国立科学財団のダニエル・K・イノウエ太陽望遠鏡が科学運用試運転段階を開始
  9. ^ 「NSF、世界最大の太陽望遠鏡の建設にNSOを選定」（プレスリリース）SpaceRef、2010年1月22日。 2017年3月16日閲覧。
  10. ^ 「Building the DKIST – Image Gallery」 dkist.nso.edu. 2014年9月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年8月22日閲覧。
  11. ^ Durand, Pierrot (2013年9月21日)、「Work on Dome Completed, say Spanish Companies」、French Tribune 、2013年9月26日閲覧。(この記事に添付されているイラストは、2012 年にアーティストが30 メートル望遠鏡のカルロット ドームを描いたもので、実際の ATST の筐体とはまったく似ていないことに注意してください。)
  12. ^ 「ダニエル・K・イノウエ太陽望遠鏡に主鏡が納入」（プレスリリース）。国立科学財団。2017年8月3日。ニュースリリース17-072。
  13. ^ Communications, University Relations- (2015年12月11日). 「UA、先進的太陽望遠鏡の主鏡を完成」 . UANews . 2020年2月4日閲覧。
  14. ^ 「DKIST M1ミラーのアルミニウム化に成功」。NSO - 国立太陽観測所。2018年6月4日。 2020年2月4日閲覧。
  15. ^ a b c “2.0 Wavefront Correction | DKIST” . dkist.nso.edu . 2022年12月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2022年12月24日閲覧。
  16. ^ Johnson, Luke C.; Johansson, Erik; Marino, José; Richards, Kit; Rimmele, Thomas; Wang, Iris; Woeger, Friedrich (2020年12月15日). 「適応光学による初観測：DKIST高次適応光学の性能」 . Schmidt, Dirk; Schreiber, Laura; Vernet, Elise (編). Adaptive Optics Systems VII . Vol. 11448. SPIE. p. 27. Bibcode : 2020SPIE11448E..0TJ . doi : 10.1117/12.2563427 . ISBN 9781510636835. S2CID  230572781 .
  17. ^ハウエル、エリザベス（2022年3月1日）「巨大太陽望遠鏡が科学観測を開始」 Space.com 2022年12月24日閲覧。
  18. ^ 「これはこれまで撮影された太陽の写真の中で最も高解像度だ」 MITテクノロジーレビュー。2022年12月24日閲覧。
  19. ^ 「太陽望遠鏡が太陽黒点の初画像を公開」 phys.org 2020年12月6日閲覧。
  20. ^ 「DKIST Instruments」 . NSO - 国立太陽観測所. 2020年2月4日閲覧。
  21. ^ 「協力機関」 dkist.nso.edu 2014年5月14日閲覧。
  22. ^バルチンスキー、クシシュトフ;ジャンヴィエ、ミホ。ネルソン、クリス J.シャッド、T.トリッチュラー、A.ハラ、ルイーズ。ミュラー、ダニエル。パレンティ、スザンナ。ヴァローリ、ゲラルド。カウッツィ、ジャンナ。朱英傑（2025）。 「ソーラー・オービターとダニエル・K・イノウエ太陽望遠鏡の間の最初の協調観測」。arXiv : 2507.19198 [ astro-ph.SR ]。

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