[論文レビュー] The GREGOR solar telescope on Tenerife

Wolfgang Schmidt, O. von der Lühe+15 more|arXiv (Cornell University)|Feb 20, 2012

Adaptive optics and wavefront sensing参考文献 1被引用数 5

ひとこと要約

テネリフェのGREGOR太陽望遠鏡は、1.5メートルの主要鏡と、初光をあげたGFPI（GREGORファブリペロー干渉計）およびGRIS（GREGOR回折格子赤外分光計）を装備し、可視域および近赤外域で高分解能・多波長の分光偏光測定を可能にする。太陽磁場および大気の力学的挙動の精密測定を可能とし、太陽物理学を前進させる。将来の4メートル級太陽望遠鏡、たとえばヨーロピアン太陽望遠鏡のパイロット機器としても機能する。

ABSTRACT

2011 was a successful year for the GREGOR project. The telescope was finally completed in May with the installation of the 1.5-meter primary mirror. The installation of the first-light focal plane instruments was completed by the end of the year. At the same time, the preparations for the installation of the high-order adaptive optics were finished, its integration to the telescope is scheduled for early 2012. This paper describes the telescope and its instrumentation in their present first light configuration, and provides a brief overview of the science goals of GREGOR.

研究の動機と目的

• 光球における対流と磁場の相互作用、特に sunspot 構造とダイナミクスの研究。
• 微小スケール磁場が太陽の変動に果たす役割、特にファクラが太陽放射の変化に与える寄与の調査。
• 磁場および運動の高時間分解能・高解像度観測を用いた、コアロースフィア加熱のメカニズムの解明。
• 太陽類似星の大規模分光調査を実施し、太陽が銀河における位置づけをよりよく理解すること。

提案手法

• 1.5メートルのZerodur主要鏡を備えたオープンで軸上光学設計により、熱乱流を最小限に抑え、高空間分解能を実現する。
• GREGORファブリペロー干渉計（GFPI）は、二重可変エタロンと、フェロエレクトリック液体結晶遅延器を用いた二光路フルステークス偏光計を採用し、高精度な磁場測定を実現する。
• GRISは、冷却赤外検出器を備えたツェルニー＝ターナー分光計であり、テネリフェ赤外偏光計（TIP）から再利用されたもので、近赤外分光偏光測定を実施する。
• 偏光校正は、二次鏡と三次鏡の間に設置された専用ユニットにより実施され、機器由来の偏光誤差を最小限に抑える。
• GFPIは、スペクトル分解能 Δλ/λ ≈ 250,000 と 52′′ × 40′′ の視野を達成し、偏光モードでは 24′′ × 38′′ に縮小され、ピクセル解像度は 0.04′′/ピクセルとなる。
• データ処理では、4つのモード状態からのステークスパラメータ（I, Q, U, V）のデモジュレーションを実施し、正確な偏光信号を回復する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 微小スケール磁場は、静穏太陽における果たす役割は何か。また、グランセーションとどのように相互作用するか。
• RQ2 磁場フラックス濃度は、光球においてどのように出現・発展するか。特に sunspot のペヌームブラおよびアンブレラで。
• RQ3 コアロースフィア加熱の背後にあるメカニズムは何か。磁場と音波の相対的寄与はどの程度か。
• RQ4 11年周期の間、ファクラが太陽放射の変動にどの程度寄与しているか。
• RQ5 大規模分光調査により、高精度で太陽類似星を同定できるか。これにより、太陽の独自性に関する何が明らかになるか。

主な発見

• GREGOR望遠鏡は、2011年5月に1.5メートルの主要鏡と初光機器の設置により初光を達成した。
• GFPIは、約250,000のスペクトル分解能を達成し、二光路モードで0.04′′/ピクセルの解像度を有するフルステークス偏光測定を実現した。
• GRISは正常に設置され、強度モードで稼働中であり、偏光校正後には分光偏光観測が予想される。
• 風の流れを有効に活用するオープン設計と、引き出し式ドームにより、鏡の見かけの乱れが効果的に低減され、高コントラスト画像が得られる。
• 二次鏡と三次鏡の間に設置された偏光校正ユニットは、機器由来の偏光誤差を顕著に低減した。
• 機器群は、コアロースフィアのダイナミクスおよび磁場の進化を研究する上で不可欠な、多波長・高コマレート観測を可能にする。