[論文レビュー] A concise overview of the Maunakea Spectroscopic Explorer

Alan W. McConnachie, C. Babusiaux+20 more|arXiv (Cornell University)|May 31, 2016

Ionosphere and magnetosphere dynamics被引用数 7

ひとこと要約

Maunakea Spectroscopic Explorer (MSE) は、11.25m の口径と 1.5 平方度の視野を有する地上望遠鏡であり、0.36 から 1.8 µm の波長域で R ~ 2500–40,000 のスペクトル分解能を有する多対象分光計測を実現する。MSE は、系外惑星の特性評価、銀河系の化学的タグ付け、暗黒物質の小銀河団質量関数、およびクェーサーのリバーブレーションマッピングの分野で画期的な科学的成果をもたらし、LSST、Gaia、Euclid といった主要な調査計画の後続観測施設として不可欠な役割を果たす。

ABSTRACT

This short document is intended as a companion and introduction to the Detailed Science Case (DSC) for the Maunakea Spectroscopic Explorer. It provides a concise summary of the essential characteristics of MSE from the perspective of the international astronomical community. MSE is a wide field telescope (1.5 square degree field of view) with an aperture of 11.25m. It is dedicated to multi-object spectroscopy at several different spectral resolutions in the range R ~ 2500 - 40000 over a broad wavelength range (0.36 - 1.8μm). MSE will enable transformational science in areas as diverse as exoplanetary host characterization; stellar monitoring campaigns; tomographic mapping of the interstellar and intergalactic media; the in-situ chemical tagging of the distant Galaxy; connecting galaxies to the large scale structure of the Universe; measuring the mass functions of cold dark matter sub-halos in galaxy and cluster-scale hosts; reverberation mapping of supermassive black holes in quasars. MSE is the largest ground based optical and near infrared telescope in its class, and it will occupy a unique and critical role in the emerging network of astronomical facilities active in the 2020s. MSE is an essential follow-up facility to current and next generations of multi-wavelength imaging surveys, including LSST, Gaia, Euclid, eROSITA, SKA, and WFIRST, and is an ideal feeder facility for E-ELT, TMT and GMT.

研究の動機と目的

• 国際天文学界に対して Maunakea Spectroscopic Explorer (MSE) の要約を提示すること。
• MSE が広い波長域と複数の分解能をカバーする多対象分光計測分野における画期的施設として果たす役割を強調すること。
• LSST、Gaia、Euclid、WFIRST といった多波長調査計画の主要な後続観測機器としての MSE の位置づけを明確にすること。
• MSE が銀河構造、銀河間・銀河内媒体、そして特大質量ブラックホールの研究をどのように進展させるかを確立すること。
• 詳細科学計画（DSC）を支援するために、MSE の主な技術的・科学的能力を要約すること。

提案手法

• 1.5 平方度の視野を有する広視野 11.25m 望遠鏡を活用し、複数の天体を同時に観測可能にする。
• 0.36–1.8 µm の広いスペクトル範囲と、R ~ 2500–40,000 の複数の分解能をカバーする多対象分光計測を実施し、多様な天体物理学的研究を支援する。
• 光学および近赤外波長域での高スルーレイと高分解能観測を最適化した先進的な分光計器を統合する。
• 望遠鏡の大型口径と広視野を活かし、微弱で遠方の天体に対する深さと高精度の分光調査を実現する。
• ELT、TMT、GMT といった次世代施設と補完的・連携的な関係を築くように設計する。
• LSST、Gaia、Euclid などの既存および予定中の調査計画と連携し、ターゲットを絞った後続観測によって科学的成果を最大化する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 広視野かつ高スルーレイの分光計測施設である MSE は、系外惑星のホスト天体の特性評価においてどのように画期的な科学的成果をもたらせるか？
• RQ2 MSE は、現地での化学的タグ付けを通じて、の Milky Way の化学的および運動的構造をどのようにマッピングする役割を果たすか？
• RQ3 MSE は、星の運動論的観測を用いて、銀河や銀河団スケールの冷たい暗黒物質小銀河団の質量関数をどのように測定できるか？
• RQ4 MSE は、背景天体の吸収線分光計測を用いて、どのように銀河間・銀河内媒体のトモグラフィックマッピングを進展させられるか？
• RQ5 MSE は、LSST、Gaia、WFIRST といった主要な多波長調査計画の後続観測施設として、どのように不可欠な役割を果たすか？

主な発見

• MSE は、11.25m の口径と 1.5 平方度の視野を有する、同クラスで最大の地上光学・近赤外望遠鏡となる。
• 望遠鏡は、0.36–1.8 µm の広い波長域と、R ~ 2500 から 40,000 のスペクトル分解能をカバーする多対象分光計測を支援する。
• MSE は、高精度の径速度測定と大気分光計測を用いた、系外惑星ホスト天体の特性評価において画期的な科学的成果をもたらす。
• 施設は、背景天体の吸収線分光計測を用いて、銀河間・銀河内媒体のトモグラフィックマッピングを可能にする。
• MSE は、銀河および銀河団スケールのホスト天体における冷たい暗黒物質小銀河団の質量関数を測定するための重要なデータを提供する。
• MSE は、クェーサー内特大質量ブラックホールのリバーブレーションマッピングを支援する点で独自の位置を占めており、正確なブラックホール質量測定を可能にする。