[論文レビュー] A Global Prospective of the Indian Optical and Near-Infrared Observational Facilities in the Field of Astronomy and Astrophysics: a review

Sagar, Ram|arXiv (Cornell University)|Jul 21, 2016

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 6

ひとこと要約

本論文は、戦略的な地理的立地と最新の機器を備えることから、世界的に重要な役割を果たすインドの地上型可視光および近赤外線（IR）天文施設をレビューしている。インドが国際的な30メートル望遠鏡（TMT）計画に参加している点に注目し、次世代の8–10メートルクラス望遠鏡へのアクセスを可能にするとともに、将来の大型天文学に向けた先端的光学メカニカル、電子的、検出器技術分野における国内能力の向上を促進している。

ABSTRACT

A review of modernization and growth of ground based optical and near-infrared astrophysical observational facilities in the globe attributed to the recent technological developments in optomechanical, electronics and computer science areas is presented. Hubble Space Telescope (HST) and speckle and adaptive ground based imaging have obtained images better than 0.1 arc sec angular resolution bringing the celestial objects closer to us at least by a factor of 10 during the last two decades. From the light gathering point of view, building of large size (more than 5 meter aperture) ground based optical and nearinfrared telescopes based on latest technology have become economical in recent years. Consequently, in the world, a few 8-10 meter size ground-based optical and near-infrared telescopes are being used for observations of the celestial objects, three 25-40 meter size are under design stage and making of a ~ 100 meter size telescope is under planning stage. In India, the largest sized optical and near-infrared telescope is the modern 3.6-meter located at Devasthal, Nainital. However, the existing Indian moderate size telescopes equipped with modern backend instruments have global importance due to their geographical location. Recently, participation of India in the Thirty Meter Telescope (TMT) project has been approved by the Government of India.

研究の動機と目的

• インドの可視光および近赤外線の地上型天文施設の現状と世界的な関連性を評価すること。
• 国際的30メートル望遠鏡（TMT）計画へのインドの参加がもたらす科学的および技術的利点を評価すること。
• 最近の光学メカニカル、電子的、計算技術の進歩が、地上観測における角分解能および信号対雑音比をどのように向上させたかを分析すること。
• インドの地理的位置が、世界的な天文観測において持つ戦略的利点を特定すること。
• TMT計画からの技術移転を通じて、インドが自ら8–10メートルクラスの可視光・赤外線望遠鏡を構築するまでの道筋を提示すること。

提案手法

• 世界中の既存および計画中の地上型可視光および近赤外線望遠鏡のレビュー。光学メカニカル、電子的、計算分野における技術的進化に焦点を当てる。
• 補正光学およびスポット画像法が0.1弧秒未満の角分解能を達成するプロセスの分析。
• 5メートルを超える大口径望遠鏡の役割と、最近のコスト削減に伴い実現可能な25–40メートルクラス施設への移行の評価。
• インドの現在の施設、特に3.6メートルのデバスターラ・光学望遠鏡および4メートルのインド液体ミラー望遠鏡（ILMT）の記録。
• インドがTMT計画に貢献する技術的および財政的寄与（総費用の10％）の分析。インドの研究機関および産業界の参加状況を含む。
• TMTからの技術移転の評価。インド企業によるアクチュエーターやエッジセンサーといった主要部品のプロトタイプ開発を含む。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 光学メカニカル、電子的、計算技術分野における最近の技術的進歩は、地上型可視光および近赤外線望遠鏡の角分解能および感度をどのように向上させたか？
• RQ2 世界的に8–10メートルクラスの施設に比べて口径が小さいにもかかわらず、インドの中規模可視光および近赤外線望遠鏡が持つ科学的および戦略的価値は何か？
• RQ3 25–100メートルクラスの極大望遠鏡を建設するにあたり、技術的および財政的課題は何か。国際的協力プロジェクト（TMTなど）はそれらをどのように解決しているか？
• RQ4 インドがTMT計画に参加することで、先端的望遠鏡技術分野における国内能力がどのように発展するか？
• RQ5 TMT計画からの技術移転を経て、インドが将来的に自ら8–10メートルクラスの可視光・赤外線望遠鏡を建設する長期的見通しは何か？

主な発見

• 補正光学およびスポット画像法により、地上型望遠鏡は0.1弧秒未満の角分解能を達成し、ハッブル宇宙望遠鏡のような宇宙望遠鏡と同等の性能を発揮している。
• インドで現在稼働中の最大の可視光および近赤外線望遠鏡は、3.6メートルのデバスターラ・光学望遠鏡である。
• インドの中規模望遠鏡は、戦略的な地理的位置のおかげで、世界的に重要な科学的意義を有しており、独自の観測窓口を提供している。
• インドはTMT計画に10％の技術的および財政的貢献を果たし、インド天文学研究所（IIA）が主たる管理機関である。
• インドの産業界は、TMT主鏡用のプロトタイプ部品としてアクチュエーターやエッジセンサーを成功裏に開発し、技術的準備状態を示している。
• TMT計画は、知識移転および国内技術開発を通じて、インドが将来的に自ら8–10メートルクラスの可視光・赤外線望遠鏡を建設可能にするものと期待されている。