画像クレジット::ケック
10メートルのケックII天文台は、新しい補償光学システムで観測を始めたとき、重要な一歩を踏み出しました。このシステムでは、レーザーを使用して空の約90キロメートル上にある偽の星を作成します。コンピューターはこれを使用して、大気の乱れの影響を取り除く方法を計算できます。補償光学は小型の望遠鏡で使用されてきましたが、巨大なケックIIと同じ大きさの望遠鏡で使用されるのはこれが初めてです。展望台を改造するのに9年かかりました。
天文史の主要なマイルストーンは、最近W.M.科学者が初めてレーザーを使用して、ケックII 10メートル望遠鏡で人工ガイド星を作成し、補償光学（AO）で星のぼやけを修正したときのケック天文台。レーザーガイド星は小型の望遠鏡で使用されてきましたが、これは現世代の世界最大の望遠鏡での最初の成功した使用です。結果として得られた画像（図1）は、NIRC2赤外線カメラによってキャプチャされたもので、大型望遠鏡でのレーザーガイドスター補償光学（LGS AO）システムの最初のデモでした。完成すると、LGS AOシステムは天文学の新時代を迎え、天文学者は補償光学の明快さで事実上空のあらゆる物体を見ることができます。
「これは、ケックでの私のすべての年で最も満足のいく瞬間の1つです」と、W.M。のディレクターであるフレデリックチャフィー博士は述べた。ケック天文台で夜に観測が行われました。 「最初の明るい結果が正であるように、システムが稼働していると見なされる前にすべきことはたくさんあります。しかし、ポジティブなファーストライトの結果と同様に、それはそれが実行可能であることを示しており、私たちの目標は不可能な夢ではなく、実現可能な現実であるという大きな楽観を与えてくれます。
アダプティブオプティクスは、地球の大気によって引き起こされるスターライトのぼやけを除去する能力を通じて、地上の天文学に革命をもたらした技術です。科学的な研究対象と同じ視野に比較的明るい「ガイドスター」を必要とするため、AOの使用は一般的に空の対象の約1％に制限されています。
この制限を克服するために、1994年にW.M.ケック天文台は、ローレンスリバモア国立研究所（LLNL）と協力して、人工ガイド星システムを開発し始めました。レーザーを使用して「仮想星」を作成することにより、天文学者は、補償光学系を使用して、非常に暗い（マグニチュード19まで）天体の近くにある天体を研究し、明るく自然に発生するガイド星への依存を減らすことができます。そうすることで、ケック補償光学システムの空のカバレッジが、空にあるすべてのオブジェクトの推定1％から80％以上に増加します。
「大きな望遠鏡でレーザーガイド星を使用するこの新しい機能により、天文学者はより包括的な方法で夜空の探索を開始することができました」と、W.M。の光学エンジニア、アダムコントスケック天文台。 「将来的には、ほとんどの主要な観測所が同様のシステムをインストールして、AO機能のこの驚くべき拡張を利用することを期待しています。」
2001年1月、開発から7年以上が経過した後、ケックとLLNLのチームは、ケックレーザーガイドスターシステムの完成を祝いました。 15ワットの色素レーザーからの光がナトリウム原子の自然に発生する層を地表から約90 km（56マイル）上方に光らせると、人工星が生まれます。レーザーシステムをKeck II補償光学システムに統合するには、さらに2年の高度な研究と設計が必要です。
9月20日の早朝に、すべてのサブシステムがようやく集まり、Keck LGS AOシステムの独自の機能と、非常にかすかなオブジェクトを解決できる可能性が明らかになりました。このシステムは、HKタウと呼ばれる有名なTタウリバイナリーのメンバーである15等星にロックをかけ、伴星の星の円盤の詳細を明らかにしました。非常に大きな望遠鏡の補償光学システムがかすかな物体を解像するために人工ガイド星を使用したのはこれが初めてです。
LGS AOチームが直面した主な課題は、必要な各サブシステムの優れたパフォーマンス測定を統合して達成するための取り組みがどれほど成功するかということでした。レーザーのパワーとそのスポット品質、レーザー交通管制システムの操作、より暗いガイド星をロックする新しいセンサーの能力、および可能性のある収差を正確に理解することにより画質を最適化できることに関する懸念レーザーガイド星を使って測定するのではなく、すべて夕方の観測に組み入れられました。
「最初の光は素晴らしいチームの努力でした」と、W.M。の補償光学チームのチームリーダーであるピーターウィジノウィッチ博士は述べました。 「多くのサブシステムのそれぞれが最初の試みで非常にうまく機能することは非常に満足のいくものでした。ヴァージルを引用すると、「オーデンテスフォルトゥーナジュバット」の運命は大胆なものを好む」
LGS AOファーストライトイメージの品質は非常に高かった。 14等星にロックされている間、Keck LGS AOシステムは、36パーセント（2.1ミクロンの波長、30秒の露光時間、図3）の「ストレール比」を記録しました。ストレール比は、光学システムが望遠鏡の「回折限界」完全性、または理論上の性能限界に近づく度合いを測定します。
この14等級の星の別のパフォーマンスメトリックである「半値全幅」（FWHM）は50ミリ秒でしたが、未補正の画像では183ミリ秒でした。 FWHM測定は、天文学者が物体の実際のエッジを特定するのに役立ちます。この場合、検出が不正確または難しい場合があります。 50ミリ秒の測定値は、ロサンゼルスに立っている間にニューヨークで車のヘッドライトのペアを区別できることとほぼ同じです。
夕方を通して、レーザーガイド星は安定して明るく、およそ9.5の大きさで輝いていました。人間の目で見ることができるものより約25倍暗いですが、ケック補償光学システムが大気の歪みを測定して修正するのに理想的です。
Keck LGS AOシステムが完全に機能していると見なされる前に、追加の作業が進行中です。 Keck LGS AOシステムは、来年、限られた共有リスクサイエンスで利用可能になり、2005年にはKeckユーザーコミュニティに完全に展開されます。
「この最初のテストだけでも、天文学者はすでにレーザーガイドスターシステムを使用して、前例のない解像度とパワーで遠方の銀河を研究することを強く求めています」と、W.M。の適応光学機器科学者であるDavid Le Mignant博士は述べています。ケック天文台、カリフォルニア天文学研究協会。 「来年までに、補償光学が初期の銀河の豊富な形成の歴史を研究するために使用されるでしょう。」
この画期的な世界の天文学への重要性は、ジェミニ天文台の責任者であるマットマウンテン博士によってまとめられました。現在の世代の8〜10メートルクラスの望遠鏡だけでなく、30メートル望遠鏡の夢にも、地上ベースの天文学すべてに対応しています。」
Keck LGS AOシステムを担当するチームメンバーは、Antonin Bouchez、Jason Chin、Adam Contos、Scott Hartman、Erik Johansson、Robert Lafon、David Le Mignant、Chris Neyman、Paul Stomski、Doug Summers、Marcos van Dam、およびPeter Wizinowichです。 WMからチームは、LLNLの協力者であるディーペニントン、カーティスブラウン、パムダンフォースに特に感謝しました。
レーザーガイドスター補償光学システムは、W.M。ケック財団。
W.M.ケック天文台は、カリフォルニア工科大学の科学的パートナーシップであるカリフォルニア天文学研究協会によって運営されています。
元のソース：ケックニュースリリース
