スノー太陽望遠鏡
スノー太陽望遠鏡
シーロスタットの鏡が空に露出した雪の望遠鏡ハウジング（1912年）
別名雪の水平望遠鏡
名前の由来ジョージ・W・スノー
の一部ウィルソン山天文台
場所カリフォルニア州ウィルソン山
座標北緯34度13分26秒 西経118度3分40秒 / 34.22389°N 118.06111°W / 34.22389; -118.06111[1]
高度1,794メートル[ 2 ]
建設された1904
夜明け1905年3月15日[ 2 ]
望遠鏡スタイルシーロスタット
直径30インチ（76cm）
Webサイトhttps://www.mtwilson.edu/vt-snow-solar-telescope/
スノー太陽望遠鏡はアメリカにあります
スノー太陽望遠鏡
スノー太陽望遠鏡の位置
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スノー太陽望遠鏡は、カリフォルニア州ウィルソン山天文台にある太陽望遠鏡です。当初はスノー水平望遠鏡と名付けられました。これは、シーロスタットを用いて太陽からの光を水平方向に固定された観測装置に偏向させ、観測するためです。この望遠鏡は1903年にシカゴのヘレン・E・スノー氏からの寄付によって建設されました。ヤーキス天文台で組み立てられ、1905年にウィルソン山天文台に移設されました。

この望遠鏡は、太陽黒点の温度が光球よりも低いことを発見したこと、そして黒点が磁場と関連しているという証拠を発見したことで有名である。[ 3 ]

歴史

アメリカの太陽天文学者ジョージ・エラリー・ヘイルは、ヤーキス天文台に在籍していた当時、太陽観測用の水平望遠鏡を開発した。この装置は、直径30インチ（76cm）[ 4 ]のシーロスタットを用いて太陽を追跡し、光を第二の鏡に反射させ、第二の鏡は光を水平に凹面対物鏡に導いた。この光学系によって太陽の像が生成され、分光太陽望遠鏡で観測することが可能となった。[ 5 ]この配置の利点は、観測装置が実験室環境で安定して保持されるため、移動する望遠鏡に容易に取り付けることができない大型の装置を使用できることである。[ 6 ]

ヘールのシーロスタットは、ヤーキス天文台の南側にあるキャンバスで覆われた構造物に収容されていました。[ 5 ]残念なことに、この装置が完成して間もなく、 1902年12月に電気火災によってハウジングが破壊されました。その結果、望遠鏡の大部分が破壊され、[ 7 ]シーロスタットの鏡と特別に刻まれた回折格子が含まれていました。[ 6 ]

資金調達と移転

シカゴ在住のヘレン・E・スノー氏による1万ドル（2024年時点で349,963ドル相当）の寄付により、シーロスタット望遠鏡は天文台の北側にある恒久的な木造小屋に再建されました。1903年10月3日に献納され、彼女の父であるジョージ・W・スノー氏にちなんで「スノー水平望遠鏡」と命名されました。 [ 5 ] [ 8 ]スノー氏は、バルーンフレームの発明者としても知られています。[ 9 ]しかし、この新しい装置の性能は満足のいくものではなく、ウィスコンシン州の気候と大気条件を考えると、改善の見込みはありませんでした。[ 10 ]

1902年、ヘイルはワシントンに設立されたばかりのカーネギー研究所の天文学諮問委員会の書記に任命された。彼は委員会に、口径60インチ（150cm）の反射望遠鏡を太平洋岸近くの観測条件のよい山岳地帯に設置することを提案した。ある程度の関心を集めた後、1903年6月、ヘイルはECピカリングとW・ハッセーを伴ってウィルソン山を訪れた。ヘイルは太陽観測に最適な観測条件を発見した。天文台への資金はカーネギー研究所から提供されなかったが、ヘイルはJDフッカーから資金を引き出して、ブルースの写真望遠鏡をヤーキス天文台のウィルソン山観測所に搬入する費用を肩代わりしてもらうことに成功した。[ 6 ]

ヘイルのチームは1904年2月29日にウィルソン山に基地を設置した。[ 2 ]ヘレン・スノーは当初、スノー望遠鏡をウィルソン山に移設することに反対していたため、ヘイルは代わりに1900年の日食の際に使用された小型の太陽望遠鏡を持ち込んだ。最終的に1904年4月、スノーは反対を取り下げ、水平望遠鏡をウィルソン山基地に移設することを許可した。このプロジェクトの初期資金は、カーネギー研究所からの1万ドルの助成金と[ 1 ]ヘイルの個人資金で賄われた。[ 6 ]望遠鏡は1904年半ばまでに輸送のために梱包された。[ 5 ] その年の後半にカーネギー研究所から天文台の定期的な資金提供を受けた。[ 6 ]

組み立てとテスト

スノー望遠鏡のシーロスタットと副鏡
雪の水平望遠鏡のための長い小屋
冬の雪の望遠鏡

スノー望遠鏡は、馬に引かせた小型の特別設計の馬車を使って、部品ごとに分けられ、狭い山道を上って運ばれました。[ 1 ]スノー望遠鏡は、1905年1月に最初に設置されましたが、雨のため、鏡は3月15日まで設置されませんでした。[ 2 ]シーロスタットは、東西に移動可能な馬車に載せられ、[ 1 ]馬車は、高さ24フィート(7.3メートル)の台座の上に設置されています。[ 7 ]直径24インチ(61センチ)の凹面鏡が2つあります。最初の鏡は、焦点距離が60フィート(18メートル)で、直径約6.7インチ(17.0センチ)の太陽の像を映しました。2番目の鏡は、焦点距離が143フィート(44メートル)と長く、直径16インチ(40.6センチ)の像を映しました。使用していないときは、車輪付きのハウジングに鏡が保護されています。[ 1 ] [ 11 ]

望遠鏡専用の小屋は夏に完成した。それは鉄骨構造で、内部は耐火塗料で塗装されたキャンバス地で覆われていた。[ 2 ]太陽と反対側のキャンバス地は、通気口からの空気の循環を良くするために低くなっている。[ 12 ]小屋は敷地の最も高い地点に建てられ、予算の制限内で、加熱された地面から可能な限り高い位置に設置された。スカート状のルーバーが小屋の周囲を囲み、内部を日光から保護しながらも空気の循環を可能にした。[ 13 ]屋根の換気扇はさらに空気を循環させるために使われている。[ 2 ]地面の傾斜により、小屋は前面から背面にかけて 5° の下り傾斜になっている。北から東に 15° 向いている。像を研​​究するために、2 台の分光太陽望遠鏡と 3 枚のスペクトログラムが利用できる。[ 1 ]

試験中に、太陽の熱によって鏡の焦点距離が変化することが判明した。太陽の観測は日の出後約1時間で最も最適であることがわかった。この時間帯は形状の変化を最小限に抑えるのにも役立った。太陽が低い位置にあると大気の吸収が増加するため、分光太陽望遠鏡による露出時間を長くする必要がありました。熱の問題を最小限に抑えるため、露出の間には調節可能なキャンバススクリーンを使用して鏡を保護しました。また、太陽光下にある鏡を冷却するために電気ファンも効果的に使用されています。直径6.7インチ（17cm）の太陽像の写真は毎日撮影されています。また、アンタレスなどの明るい星のスペクトルを取得するためにも使用がテストされています。[ 2 ]

オペレーション

この望遠鏡の当初の目的は、太陽黒点周期全体にわたって太陽定数を測定することだった。[ 1 ]太陽は毎日撮影され、黒点や雲の特定の特徴も観察された。太陽の自転は分光器で調べられ、また、太陽光の吸収をボログラフィックに調べた。[ 14 ]望遠鏡による観測で注目すべき発見は、太陽黒点が太陽表面の他の部分よりも冷たく見えるということだった。[ 5 ] [ 15 ] 1908年3月に水素アルファフィルターが導入されたことで、太陽の大気中に渦が発見された。 [ 16 ]天文学者たちはまた、黒点に関連する磁場の証拠を発見した。[ 3 ]

1908年まで、スノー望遠鏡はウィルソン山の観測者が利用できる唯一の重要な研究用望遠鏡でした。しかし、画像品質は太陽光で照らされた地面からの上昇気流の影響を受けることが判明し、この問題に対処するには垂直塔型望遠鏡の方が適していました。[ 7 ]ウィルソン山に高さ60フィートと150フィートの塔型望遠鏡が完成すると、スノー望遠鏡は断続的にしか使用されなくなりました。[ 5 ]それでも、太陽の写真は12年以上にわたって毎日撮影され続け、その後もスノー望遠鏡はレンズではなく鏡を必要とする観測に使用されました。[ 17 ]

1911年、望遠鏡は耐火性を確保するため、大規模な改修工事が行われました。外側のキャンバス地のルーバーは塗装された鋼板に交換され、木製の屋根は鋼板に葺き替えられました。コンクリートの床が敷かれ、電気配線と制御装置も改修されました。[ 18 ] 1927年までに、30フィート（9.1メートル）の分光器井戸が掘られました。[ 17 ] 1950年代から1960年代にかけて、ミシガン大学は望遠鏡に赤外線分光計を取り付け、太陽の赤外線スペクトルの研究に使用しました。[ 19 ] [ 5 ] 1990年からは、学生やアマチュア天文学者のために利用されました。[ 5 ]

参考文献

  1. ^ a b c d e f g Hale, George E. (1906)、「No. 2. The solar observatory of the Carngie Institution of Washington」、Contributions from the Mount Wilson Observatory、2、Carnegie Institution of Washington: 1– 22、Bibcode : 1906CMWCI...2....1H。
  2. ^ a b c d e f g Hale, George E. (1904)「カリフォルニア州ウィルソン山太陽観測所所長報告書」、ウィルソン山天文台年次報告書、1 :4:1–77、Bibcode : 1904MWOAR...1....1H。
  3. ^ a b Vector Magnetographs、マーシャル宇宙飛行センター、 2023年1月18日閲覧。
  4. ^ Hale, George E.; Ellerman, Ferdinand (1903)「The Rumford spectroheliograph of the Yerkes Observatory」、Publications of the Yerkes Observatory、3 : I.1 – XV.2、Bibcode : 1903PYerO...3....1H。
  5. ^ a b c d e f g h Eklund, RL (1993年5月)、「水平太陽望遠鏡の多くの寿命」、米国天文学会誌、25 :933、Bibcode : 1993AAS...182.8101E。
  6. ^ a b c d e Adams, Walter S. (1954年12月)、「The Founding of the Mount Wilson Observatory」、Publications of the Astronomical Society of the Pacific、66 (393): 267、Bibcode : 1954PASP...66..267A、doi : 10.1086/126721。
  7. ^ a b c Newall, HF (1939年1月)、「George Ellery Hale, 1868–1938」、Obituary Notices of Fellows of the Royal Society、2 (7): 522– 529、doi : 10.1098/rsbm.1939.0013、JSTOR 769006。 
  8. ^ Hale, George E. (1903年5月)、「The Snow Horizo​​ntal Telescope」、Astrophysical Journal、17 :314、Bibcode : 1903ApJ....17..314H、doi : 10.1086/141034。
  9. ^ Turan, Mete (2009年12月)、「バルーンフレームの再構築：建築史の研究」、METU建築学部誌、26 (2): 175–209、doi : 10.4305/METU.JFA.2009.2.10、hdl : 11511/50930。
  10. ^フロスト、エドウィンB.（1906年10月）「イェークス天文台の雪基金」、天体物理学ジャーナル、24：219、Bibcode：1906ApJ....24..219F、doi：10.1086/141386。
  11. ^バクスター、ウィリアム M. (1968年7月)、「ヘイルの太陽研究」、英国天文学協会誌、78 : 369–370、Bibcode : 1968JBAA...78..369B。
  12. ^ Hale, George E. (1906年1月)、「Snow Telescopeのいくつかのテスト」、Astrophysical Journal、23 :6、Bibcode : 1906ApJ....23....6H、doi : 10.1086/141298。
  13. ^ Adams, Walter S. (1947年10月)、「ウィルソン山の初期」、Publications of the Astronomical Society of the Pacific、59 (350): 213、Bibcode : 1947PASP...59..213A、doi : 10.1086/125955。
  14. ^ Howe, HA; et al. (1907年4月10日)、「天文台報告書」、Publications of the Astronomical Society of the Pacific、19 (113): 90– 105、JSTOR 40692833。 
  15. ^ Hale, George E.; Adams, Walter S. (1907)、「No. 15. 太陽黒点スペクトルの特徴的現象の原因に関する第2論文」、マウントウィルソン天文台の寄稿、15、ワシントンカーネギー協会: 1– 20、Bibcode : 1907CMWCI..15....1H。
  16. ^ Hale, George E. (1909年2月)、「マウントウィルソン太陽観測所の最近の研究」、Science、29 (736): 220– 222、Bibcode : 1909Sci....29..220H、doi : 10.1126/science.29.736.220、JSTOR 1635597、PMID 17813113。  
  17. ^ a b Joy, AH (1927年2月)、「ワシントンのカーネギー研究所のウィルソン山天文台」、太平洋天文学会刊行物、39 (227): 9、Bibcode : 1927PASP...39....9J、doi : 10.1086/123664。
  18. ^ Adams, WS (1911年6月)、「ウィルソン山太陽観測所の記録」、太平洋天文学会刊行物、23 (137): 201、Bibcode : 1911PASP...23..201A、doi : 10.1086/122075。
  19. ^ハワード、ロバート F. (1997)、「死亡記事:ウォルター E. ミッチェル、1925-1996」、アメリカ天文学会誌、29 (4): 1480– 1481、Bibcode : 1997BAAS...29.1480H。

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