画像クレジット：USNO
米国のいくつかの天文台の天文学者は、6つの独立した望遠鏡からの光をうまく結合して、遠方の多星系の単一の高解像度画像を形成したことを発表しました。この詳細レベルの画像を作成するには、1つの望遠鏡の横幅を50メートルにする必要があります。これは、現在存在するどの望遠鏡よりも大きい必要があります。干渉法と呼ばれるこの技術は、以前は望遠鏡のペアで行われていましたが、6つほどではありませんでした。
米国海軍天文台（USNO）、海軍研究所（NRL）、およびローウェル天文台の天文学者が、6つの独立した望遠鏡からの光を組み合わせて、遠方の複数の星系の単一の高解像度画像を形成することに成功したことを本日発表しました。電磁スペクトルの光学領域でこれが達成されたのはこれが初めてです。アリゾナ州フラッグスタッフ近くのローウェル天文台のアンダーソンメササイトにある海軍プロトタイプ光干渉計（NPOI）は、地球から約130光年離れたところにある3つ星システムEta Virginisを観測しました。
「この開発により、数百メートルを超える開口を持つ望遠鏡を「合成」することが可能になりました」と海軍天文台の科学局長であるケネスジョンストン博士は述べています。 「それは、太陽の黒点に類似した、星の表面および星の点の直接的な画像化につながります。この技術は、太陽系の地球やその他の物体、および星や銀河のリモートセンシングのための宇宙システムにも適用できます。」
光干渉計は、いくつかの独立した望遠鏡からの光を組み合わせて、高解像度画像を作成する能力が望遠鏡の最大間隔に比例する「合成」望遠鏡を形成します。これらは、非常に大きなモノリシックの単一ミラー望遠鏡を構築する際の法外なコストと計り知れない技術的困難に対する答えです。巨大な望遠鏡の開口部が干渉計アレイと合成される速度は、アレイの任意の2つの望遠鏡間の組み合わせの数に等しいため、6つのNPOI望遠鏡の組み合わせは、競合他社のデータを収集する4倍以上のNPOIの能力を備えています。
USNOとNRLは、ローウェル天文台と協力し、海軍研究局と海軍の海洋学者からの資金提供を受けて、1991年に協力して装置を構築しました。ステラ観測は、1996年の「最初の光」以来、3ステーションアレイで行われてきました。
ただし、少数の個別の望遠鏡をリンクすることに関連する技術的な困難のため、光学干渉計の高解像度機能は、比較的単純な恒星光源でのみ使用されてきました。星の見かけの直径や近くの恒星の伴侶の存在や動きなどの基本的な質問は、そのような情報源に対して簡単に答えられます。ただし、空間分解能と恒星構造への感度を高めるために、干渉計はより多くの望遠鏡をリンクして、合成された開口部のサンプリングを均一にする必要があります。 3つの組み合わされた望遠鏡は、合成開口で3つの測定を提供しますが、6つの望遠鏡は15の組み合わせを提供します。
6つのビームをマージするために、NPOIチームは新しいタイプのハイブリッドビームコンバイナを設計しました。さらに、新しいハードウェアと制御システムが開発され、記録されたデータ内の可能なあらゆる望遠鏡の組み合わせを独自にエンコードして、星光の波面の位置合わせと重ね合わせおよび画像再構成に必要な情報を適切にデコードできるようにしました。
干渉法の分野は急速に発展しており、昨年はツインケック10メートル望遠鏡のような巨人が昨年「最初のフリンジ」を達成しており、欧州南天天文台のVLTIは4つの8メートル望遠鏡からの光を組み合わせる計画を立てています。 CHARA、COAST、IOTAのような、より控えめでありながら用途の広いイメージング干渉計も数年前から運用されていますが、NPOIは6つの望遠鏡の完全な配列からの光を組み合わせる最初のものです。
近い将来、NPOIは残りのすべてのステーションを稼働させ、6つの望遠鏡のいずれかを取り付けて、現在のすべてのイメージング干渉計プロジェクトの最大のベースラインである430メートルの最大アレイサイズを実現できます。
恒星の天体物理学は、太陽以外の星を直接画像化する機能によって革命を起こします。最終的に、地上での実験から収集された経験を持つ宇宙で使用される場合、光学干渉法は、遠くの星を周回する木星サイズの惑星をイメージングする機能を開発する可能性があります。
「無線干渉法の初期の頃を思い出し、今日日常的に使用している世界規模のアレイを見てください」とジョンストン博士は言います。 「私たちは、単純な2要素のアレイから、遠く離れたクエーサーの非常に細かいスケールの画像を生成する10以上のアンテナを持つ大陸サイズのアレイに移行しました。私たちは可視光源で同様の結果を達成する瀬戸際に立っています。」
元のソース：米国海軍天文台ニュースリリース
