画像クレジット：Gemini
次の確かなことを探している投資家にとって、ジェミニサウス8メートル望遠鏡ミラーの銀コーティングは、この貴重な金属に投資して莫大な利益を得るためのインサイダーの秘密のヒントのように見えるかもしれません。ただし、この巨大なミラーに必要な銀は2オンス（50グラム）未満であり、貴金属市場に登録するのに十分ではないことがわかりました。ジェミニの輝く投資の本当のリターンは、宇宙で暖かい物体を研究するときに、地上から前例のない感度を提供する方法です。
新しいコーティングは、非常に大きな天体鏡の表面を裏打ちするものとしては初めてであり、ジェミニを地球上で最も強力な赤外線望遠鏡にするための最終ステップの1つです。 「このコーティングにより、ジェミニサウス望遠鏡は、星や惑星の形成の領域、銀河の中心にあるブラックホール、および今まで他の望遠鏡を避けてきた他の物体を探査できることは間違いありません。」とチャーリーテレスコは述べました。中赤外線で星形成惑星の研究を専門とするフロリダ大学。
ジェミニミラーを銀で覆うことは、数年にわたるテストと実験で開発されたプロセスを利用して、天文学研究の厳しい要件を満たすコーティングを生成します。ジェミニの主任光学エンジニア、ミラーコーティングの開発を監督したマキシムボッカは、「最高のコーティングを特定して調整するための数年の努力の結果、私たちは銀の裏地を見つけたと言えるでしょう！」
ほとんどの天文ミラーは、蒸着プロセスを使用してアルミニウムでコーティングされており、12〜18か月ごとに再コーティングが必要です。双子のジェミニミラーは、光学波長と赤外線波長の両方でオブジェクトを表示するために最適化されているため、別のコーティングが指定されました。ジェミニの銀コーティングプロセスの計画と実装は、チリとハワイの観測施設にある幅9メートルのツインコーティングチャンバーの設計から始まりました。各コーティング工場（元は英国のロイヤルグリニッジ天文台によって建設されました）には、マグネトロンと呼ばれるデバイスが組み込まれており、ミラーにコーティングを「スパッタ」します。ジェミニミラーに多層コーティングを施す場合、ミラーの表面に堆積するさまざまな材料の厚さを正確に制御するために、スパッタリングプロセスが必要です。同様のコーティングプロセスは、一般に建築用ガラスに使用され、空調コストを削減し、建物のガラスに美的な反射と色を生成しますが、これが大型の天体望遠鏡ミラーに適用されたのは初めてです。
コーティングは、銀がミラーのガラスベースに付着し、環境要素と化学反応から保護されるように、4つの個別の層のスタックで構築されます。銀器を持っている人なら誰でも知っているように、銀の変色は光の反射を減らします。望遠鏡のミラーの保護されていないコーティングの劣化は、その性能に大きな影響を与えます。ジェミニで過去数年間に多数の小さなミラーサンプルを使用して行われたテストでは、ジェミニミラーに適用された銀メッキコーティングは、反射率が高く、リコーティング間の少なくとも1年間は使用できることが示されています。
大きな主鏡に加えて、望遠鏡の1メートルの副鏡と、科学機器に光を導く3番目の鏡にも、同じ保護された銀コーティングが施されています。これら3つのミラーコーティングの組み合わせ、およびその他の設計上の考慮事項はすべて、ジェミニの熱赤外線放射に対する感度が劇的に向上する原因となっています。
赤外線における望遠鏡の性能の主要な測定基準は、スペクトルの熱または中赤外部分における放射率（理論的に放出できる総量と比較して実際に放出する熱の量）です。これらの放出は、天文学的なソースを測定する必要があるバックグラウンドノイズをもたらします。ジェミニは、地上にある大型の天体望遠鏡の中で最も低い全熱放射率を持ち、銀コーティングを受ける前の値は4％未満です。この新しいコーティングにより、ジェミニサウスの放射率は約2％に低下します。一部の波長では、これは、ジェミニ望遠鏡の直径を8メートルから11メートル以上に増やすのと同じ効果があります。その結果、Geminiの赤外線データの品質と量が大幅に向上し、望遠鏡から放射される熱によって生成されるノイズによって失われる可能性のあるオブジェクトを検出できるようになります。他の地上望遠鏡の間では、放射率の値が10％を超えることが一般的です
5月31日に再コーティングの手順が正常に実行され、新しくコーティングされたジェミニサウスミラーが再設置され、望遠鏡に較正されました。エンジニアは現在、望遠鏡を完全な運用に戻す前にシステムをテストしています。マウナケアのジェミニノースミラーは、今年の終わりまでに同じコーティングプロセスを経ます。
なぜシルバー？
天文学者が望遠鏡の鏡の表面として銀を使用したい理由は、アルミニウムよりもいくつかの種類の赤外線をより効果的に反射する能力にあります。ただし、反射されるのは赤外線の量だけではなく、ミラーから実際に放射される放射の量（熱放射率）も、銀を魅力的なものにします。これは、本質的に宇宙からの熱の研究であるスペクトルの中赤外（熱）領域で観測する場合、重要な問題です。銀の主な利点は、それが望遠鏡の総熱放射を減らすことです。これにより、望遠鏡の中赤外線機器の感度が向上し、恒星や惑星の保育園などの暖かい物体を大幅によく見ることができます。スコットフィッシャーはジェミニでの中赤外線天文学者と述べました。
ただし、利点は犠牲になります。銀を使用するには、コーティングを複数の層に塗布する必要があります。各層は、非常に正確で均一な厚さです。これを行うには、マグネトロンと呼ばれるデバイスを使用してコーティングを塗布します。これらは、非常に純粋な金属板（ターゲットと呼ばれます）をプラズマ（ガスまたはアルゴン）のプラズマ雲で囲み、原子をターゲットからノックアウトしてミラー（マグネトロンの下でゆっくり回転する）に均一に堆積させます。各層は非常に薄いです。銀の層の厚さは約0.1ミクロン、人間の髪の毛の厚さの約1/200です。ミラーに付着した銀の総量は約50グラムです。
宇宙から発生する熱の研究
宇宙で最も興味深いオブジェクトのいくつかは、スペクトルの赤外部分で放射を放出します。 「熱放射」と呼ばれることが多い赤外線は、目で見る赤い光よりも赤くなっています。これらの波長で放射する光源は、そのほとんどの赤外線が不明瞭なガスダストの雲を通過し、そうでなければ視界から覆い隠されている秘密を明らかにする可能性があるため、天文学者に人気があります。赤外線波長領域は、近赤外線、中赤外線、遠赤外線の3つの主要な領域に分けられます。近赤外線は人間の目が見える範囲（赤よりも赤）を超えており、中赤外線（多くの場合、熱赤外線と呼ばれます）は、通常、宇宙の熱源に関連するより長い波長の光を表し、遠赤外線は、より涼しい地域を表します。
ジェミニの銀コーティングは、スペクトルの熱赤外部分で最も重要な改善を可能にします。この波長範囲の研究には、星形成と惑星形成の領域が含まれ、約50億年前に私たち自身の太陽系がどのように形成されたかを理解しようとする熱心な研究があります。
元のソース：Geminiニュースリリース
