この山頂の天文台は宇宙最大の3D画像を描いている

著者 |王清

レビュー |丁毅、趙静源

編集者 |趙静源

夜のキットピーク天文台。画像出典: NOIRLab

キットピーク天文台は、米国アリゾナ州ツーソンの西約90キロメートル、標高約2,096メートルのクインラン山脈のキットピークにあります。乾燥した気候、薄い大気、都市の光害から遠く離れた地理的位置により、北半球の理想的な天文観測地点の 1 つとなっています。この天文台には世界トップクラスの望遠鏡がいくつか集まっており、半世紀以上にわたる宇宙探査を記録してきました。

キットピーク天文台。画像出典: NOIRLab

1958 年、国立科学財団はキットピークを米国初の国立天文台を設立する場所として選び、天文学研究大学協会 (AURA) が運営しました。 1960 年 3 月、キットピークに 0.9 メートルの望遠鏡が完成し、キットピーク天文台が正式に完成してオープンしました。キットピーク天文台は、1982年に設立された国立光学天文台（NOAO）の一部となりました。2019年にNOAOは他の機関と合併して国立光学赤外線天文学研究所（NOIRLab）を設立し、キットピーク天文台はNOIRLabによって管理されました。

キットピーク天文台には20台以上の光学望遠鏡があります。これらの施設は、銀河の進化、星の形成、太陽系外惑星の発見など、多くの分野で重要な貢献をしてきました。それらは、宇宙の起源と構造に関する人類の理解に貴重なデータを提供し、天文学の発展を大きく促進しました。次に、Xiaoxing がキットピーク天文台の主な施設とプロジェクトのいくつかを紹介します。

メイオール望遠鏡。画像出典: Outdoor Project

4 メートルのメイオール望遠鏡は、キットピーク天文台最大の光学望遠鏡です。この名前は、天文台の第2代所長であるアメリカの天文学者ニコラス・メイオール氏に敬意を表して付けられました。 1973年に運用が開始され、当時はパロマー天文台の5メートル・ヘール望遠鏡に次ぐ世界で2番目に大きな光学望遠鏡でした。 1976年、メイヨール望遠鏡は冥王星の表面のスペクトル分析を通じて冥王星にメタンの氷を発見しました。この発見は冥王星の表面組成と大気の状態を研究する上で重要な手がかりとなった。 1988年、アメリカの天文学者ロバート・フェゼンらはこれを利用して超新星SN 1885Aの残骸を発見した（SN 1885Aは人類史上初めて発見された銀河系外超新星で、M31銀河に位置していた）。 2018年、メイヨール望遠鏡は、現在宇宙最大の3D地図を描いているダークエネルギー分光装置（DESI）の中核装置へと変貌しました。

メイオール望遠鏡。画像出典: NOIRLab

3.5メートルのWIYN望遠鏡は1994年に運用を開始しました。キットピーク天文台で2番目に大きい光学望遠鏡であり、太陽系外惑星などの分野で多くの貢献を果たしてきました。例えば、2024年には、WIYN望遠鏡の観測データを通じて、天文学者のグループが太陽系外惑星TIC 241249530 bの軌道離心率が0.94に達したことを発見しました。これは、トランジット法で発見された最大の離心率を持つ太陽系外惑星です。

WIYN望遠鏡。画像出典: NOIRLab

1.6メートルのマクマス・ピアース太陽望遠鏡は1962年に建造され、アメリカの天文学者ロバート・マクマスとキース・ピアースに敬意を表して命名されました。太陽黒点の構造とスペクトルを研究するために使用され、2019年まで世界最大の太陽望遠鏡でした。この功績ある太陽望遠鏡は2017年に退役し、現在は天文科学センターに生まれ変わりつつあります。

マクマス・ピアース太陽望遠鏡。画像出典: NOIRLab

スペースウォッチプロジェクトはアリゾナ大学の月惑星研究所が主導しており、キットピーク天文台の複数の望遠鏡を使用して天空の調査を行い、主に小惑星の探索とそれらの追跡観測を行っています。このプロジェクトは1980年から実行されており、世界で最も多くの小惑星を発見したプロジェクトです。 2003 年、スペースウォッチプロジェクトのデータに基づいて、Fast Moving Objects (FMO) と呼ばれる市民科学プロジェクトが開始されました。 FMO プロジェクトは、世界中の天文学愛好家が地球近傍小惑星の探索に参加することを奨励しています。参加者は、Spacewatch プロジェクトで撮影された画像をダウンロードし、その中から疑わしい「短い線」を特定して (地球近傍小惑星は比較的速く移動するため、露出時間がわずかに長い画像では短い直線として現れることが多い)、それを送信するだけです。残念ながら、資金不足のため、FMO プロジェクトは 2006 年に終了しました。これに先立ち、10 人以上の中国の天文学愛好家が FMO プロジェクトで優れた成果を達成していました。

高速移動物体プロジェクトの疑わしいターゲット。画像出典: FMOプロジェクト

キットピーク天文台は、科学的研究に加えて、公教育と科学普及にも大きな重点を置いています。上記の FMO プロジェクトに加えて、キットピーク天文台では、一般公開日、夜空観測、科学講演会など、さまざまなアクティビティも定期的に開催しています。夜には、望遠鏡を使ってさまざまな天体を観察することができます。日中は太陽黒点や太陽プロミネンスを観測することができます。これらの活動は、人々に星空を身近に感じ、宇宙を探求したいという好奇心や欲求を刺激する機会を提供します。

キットピーク天文台ビジターセンターで星空観察を楽しむ一般の人々。画像出典: NOIRLab

キットピーク天文台は半世紀以上にわたり、宇宙探査の最前線に立ってきました。暗黒エネルギーのマッピングから太陽系外惑星の奇妙な軌道の撮影、小惑星の軌道の追跡から太陽の謎の解読まで、ここにあるすべての望遠鏡は人類が宇宙に宛てたラブレターです。キットピーク天文台は科学者の研究拠点であるだけでなく、人類と星々を結ぶ架け橋でもあります。FMO プロジェクトで活躍する天文学愛好家たちが証明したように、宇宙への好奇心は年齢や職業とは無関係です。一筋の光と澄んだ空があれば、誰もが星空の解釈者になることができます。山の頂上に立つこの展望台は、宇宙の伝説を描き続けます。探究は決して止まらず、人類の旅は常に星の海へと向かいます。

参考文献

（１）キットピーク国立天文台、https://kpno.noirlab.edu/

（２）ダークエネルギー分光装置、https://www.desi.lbl.gov/

（３）徐志堅「アマチュア天文学者の発見の道」天文学愛好家誌第３号、２０２２年、７８～８１頁

（4）キットピークのWIYN 3.5メートル望遠鏡が珍しい太陽系外惑星の極めて奇妙な軌道を発見、キットピーク国立天文台、https://kpno.noirlab.edu/news/noirlab2418/

(5) キットピーク国立天文台、wikipedia、https://en.m.wikipedia.org/wiki/Kitt_Peak_National_Observatory

(6) ニコラス・U・メイオール望遠鏡、wikipedia、https://en.m.wikipedia.org/wiki/Nicholas_U._Mayall_Telescope

(7) WIYN 天文台、ウィキペディア、https://en.m.wikipedia.org/wiki/WIYN_Observatory

(8) マクマス・ピアース太陽望遠鏡、ウィキペディア、https://en.m.wikipedia.org/wiki/McMath%E2%80%93Pierce_solar_telescope

(9) WIYN 3.5m天文台、https://www.wiyn.org/

(10) FMOの発見と回収、FMOプロジェクト、https://spacewatch.lpl.arizona.edu/fmo/discoveries

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