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多天体分光器

 

よみ方

たてんたいぶんこうき

英 語

multi-object spectrograph

説 明

一度に多数の天体を分光できるように工夫した分光器。望遠鏡の焦点面に天体位置に合わせた多数のスリットを通して分光するタイプ(マルチスリット型)と、天体位置に光ファイバーの入射口を置いてファイバーで分光器スリットまで光を導くタイプ(ファイバーフィード型)がある。マルチスリット型の多天体分光器としては、すばる望遠鏡のFOCAS、ケック望遠鏡のDEIMOS、VLTのVIMOSなどがある。ファイバーフィード型には、スローンデジタルスカイサーベイ(SDSS)の多天体分光器、アングロオーストラリア望遠鏡の2dF、すばる望遠鏡のFMOS、中国国家天文台のLAMOSTUKシュミット望遠鏡の6dFとその後継機TAIPANなどがある。
マルチスリット型は焦点に置くマルチスリット以外は通常の分光器と同じであり、効率やスペクトル測定精度は分光器そのものによって決まる。また、観測視野も分光器の視野に限定されるため、一度に観測できる天体数は数10から100個程度である。これに対し、ファイバーフィード型は、焦点面から分光器に至るまでの光ファイバー部分で効率と測定精度が左右され、一般にマルチスリット型より低効率である。しかし、観測視野は望遠鏡視野によって決まり、分光器視野よりはるかに広いため、一度に観測できる天体数はマルチスリット型より1桁以上多く、数100から1000個程度まで可能となる。

2020年03月21日更新

関連画像

* 多天体分光の二方式の原理図。マルチスリット方式(a)と光ファイバー方式(b)。マルチスリット方式のスリットを配置する板はスリットマスクと呼ばれることが多い。
出典:岡村定矩「銀河系と銀河宇宙」1999年(東京大学出版会)
* すばる望遠鏡のFOCAS分光器のスリットマスクの例。かみのけ座銀河団中の銀河に属さない惑星状星雲のサーベイ観測に用いられたもの。サーベイなので可能な限り多数のスリットが切られている。
(製作 柏川伸成)
光ファイバーを用いた多天体分光器システム。左は2dF銀河赤方偏移サーベイ(光ファイバー400本)、右はスローンデジタルスカイサーベイ(光ファイバー640本)で用いたもの。
出典:Okamura, S. 2020, 'A Historical Overview of Galaxy Surveys', IAU Symposium, 341, in press.
すばる望遠鏡の多天体分光器FMOSの焦点部ユニット。その姿から「エキドナ(Echidona:はりねずみ)」と呼ばれる。多数ある針のような構造一本一本の先に光ファイバーの入射口があり、そこから入射した光は光ファイバーを通ってドーム内にある分光器に導かれる。これらの針構造はそれぞれに独立に動かすことができる。このユニットをすばる望遠鏡の主焦点に置き、各針構造を動かして、それぞれの先端を天体の位置に合わせることで、一度に多数の天体を分光することが可能となっている。
http://subarutelescope.org/Observing/Instruments/FMOS/index.html
UKシュミット望遠鏡の新しい多天体分光装置TAIPAN。(上右)焦点面に置かれた光ファイバー配置装置。(上右)主鏡側(上左図の右側)から見たStarbugと呼ばれる光ファイバー先端部。(下左)Starbugの詳細。(下右)TAIPANの分光器。
https://www.aao.gov.au/news-media/media-releases/TAIPAN-australian-robotic-eyes-to-observe-the-heavens