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論文

　晩秋になって空気が澄み渡るようになると星空が美しくなりますが、特に１週間後の１８日は１８時頃に、有名な獅子座流星群の活動が最大になり、多くの流星が見られます。
　このような天体観測をするためには望遠鏡が使われますが、この分野もスーパーコンピュータと同様に、世界が抜きつ抜かれつの激しい競争をしています。
　今日はその最新状況をご紹介したいと思います。

　望遠鏡にはレンズや反射鏡で人間の目で見ることの出来る可視光を集めて対象を拡大する「光学望遠鏡」と、人間の目では見ることの出来ない電磁波を集めて対象を観察する「電波望遠鏡」があります。
　まず「光学望遠鏡」は１６０８年にオランダで発明されてから急速に普及し、発明の翌年にはイタリアでガリレオが自作の望遠鏡を作って、世界最初の天体観測をしていますし、日本には発明からわずか５年後の１６１３年に伝来しており、尾張藩の初代藩主である徳川義直が所有していた日本最古の望遠鏡が名古屋市にある徳川美術館に保存されています。いかに当時の世界が望遠鏡に関心があったかが分かります。

　この光学望遠鏡には、一般にガリレオ式望遠鏡といわれる、レンズを通して光を集める「屈折式望遠鏡」と、ニュートン式望遠鏡といわれる反射鏡で光を集める「反射式望遠鏡」があります。
　屈折式望遠鏡はレンズを光が通るとき波長によって屈折率が違うために、像が滲んでしまう色（いろ）収差を補正する必要があるし、巨大なレンズを作るのが難しいため、現在の大型望遠鏡はほとんど反射式望遠鏡です。
　望遠鏡の性能の基本は、より多くの光を集めることによって決まるので、競争は反射鏡の口径を大きくすることです。
　しばらく前まで世界最大の望遠鏡は、１９９９年にハワイ島の標高４２０５ｍのマウナケア山頂に日本が作った「すばる望遠鏡」で、反射鏡口径は８・２ｍでした。
　しかし重さが２３トンもあるガラスなので、傾けると微妙に反射鏡の形に歪みが生じます。そこで鏡の裏側から２６１本の支柱で支え、それらをコンピュータ制御で調整し、いつも完全な曲面にするという高度な技術が使われています。

　ところが２００７年にアメリカがアリゾナ州の３２６０ｍの山頂に口径８・４ｍの反射鏡をもつ望遠鏡を２台作り、合わせると口径１１・８ｍに相当する「大双眼望遠鏡」を完成させました。
　さらに１枚の反射鏡ではなく、多数の反射鏡を合わせて巨大な反射鏡の能力を発揮させる「分割鏡式」では、３６枚の鏡を合わせて１０・４ｍの口径に相当する望遠鏡がカナリア諸島のラ・パルマ島に作られ、また、チリのアタカマ砂漠には口径８・２ｍの反射鏡をもつ望遠鏡を４台建造し、それらの画像を光ファイバーで集めて一体にすると、口径１６・２ｍの反射鏡の能力に相当する望遠鏡も実現しました。
　その結果、わずか１０年で「すばる望遠鏡」は口径の比較では８位に後退しました。まさにスーパーコンピュータの世界に匹敵する競争です。

　さらに巨大な望遠鏡を作るということになると、１基で１０００億円を越える投資が必要なため、最近では国際協力で制作する方向になっています。
　大きな計画が３つあり、第一はアメリカの大学などが共同でチリのアタカマ砂漠に建造する「ＧＭＴ計画」で、口径８・４ｍの鏡を７枚組合わせて口径２２ｍに相当する反射鏡にする構想。
　第二は日本も参加している国際協力で、ハワイ島のマウナケアの山頂に４９２枚の小型反射鏡を組合わせて口径３０ｍの反射鏡にする「ＴＭＴ計画」。
　第三はヨーロッパ南天天文台がチリのアタカマ砂漠に９８４枚の鏡を組合わせて口径４２ｍの反射鏡にする「Ｅ-ＥＬＦ計画」で、いずれも２０１８年頃の完成を目指しています。

　「電波望遠鏡」の分野でも巨大な構想が進展しています。
　電波望遠鏡はパラボラアンテナで宇宙から到来する電磁波を集めて観測する装置で、日本にも長野県佐久市に直径６４ｍのアンテナを持つ「臼田宇宙空間観測所」などがありますが、世界最大の装置はプエルトリコのアレシボの山の窪地を利用して直径３０５ｍのアンテナを設置した「アレシボ電波天文台」です。
　これは００７シリーズの『ゴールデンアイ』の舞台にもなりましたので、ご記憶の方もおられると思います。
　しかし、それをはるかに凌駕する巨大な設備の建設が、やはりチリの標高５０００ｍのアタカマ砂漠で進んでいます。
　これは「ＡＬＭＡ計画」と言われ、直径１２ｍのアンテナ５０台で構成される電波望遠鏡と、直径１２ｍのアンテナ４基と７ｍのアンテナ１２基を一体とする電波望遠鏡ですが、その合計６６台のアンテナは移動可能で、最大１８・５ｋｍに展開することができるという壮大な装置です。
　日本は後者の電波天文台の中心的な役割を果たしています。

　先程からチリのアタカマ砂漠の名前が何度も出てきますが、理由があります。　
　第一は周辺が無人で真っ暗闇の高地なので、光学式望遠鏡に邪魔な人工の光がないことです。もう一つの望遠鏡の難敵は空気があると、風や気流によって画像が揺れるのですが、高山であれば空気が薄いので、その影響が少ないということです。
　電波望遠鏡にとっての難敵は大気中に水蒸気があると電波を吸収してしまうので、アタカマ砂漠のように、年間の降水量が１００ｍｍにもならない地域は絶好の場所だということです。

　そうであれば空気も水蒸気もほとんどない宇宙の方がより適していると、１９９０年に地上６００ｋｍの軌道に打上げられたのが「ハッブル宇宙望遠鏡」です。
　これは宇宙飛行士がスペースシャトルから出て何度か修理をしたおかげで、予定よりも１０年ほど寿命が延びましたが、２０１４年で寿命です。
　そこで２０１３年に「ジェイムズ・ウェブ宇宙望遠鏡」が打上の予定ですが、これは可視光の範囲ではなく、赤外線の領域で観測しますし、場所は地球から１５０万ｋｍの彼方のラグランジェ点といわれる特異な場所に打上げられます。
　この１０年以内は宇宙観測の大飛躍期と言えます。





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