VLT（超大型望遠鏡）とは？欧州南天天文台パラナルの概要・性能・成果

超大型望遠鏡 (VLT) は、欧州南天天文台が運営する地上望遠鏡群で、チリ北部のアタカマ砂漠のセロ・パラナルに設置されています。VLT（Very Large Telescope）は、精密な光学系と最先端の装置を組み合わせることで、現代天文学をリードする観測能力を提供しています。

構成と運用方式

VLTは主鏡直径8.2mのユニット望遠鏡（UT: Unit Telescopes）を4台備え、それぞれ独立して観測できます。個々の望遠鏡には複数の観測装置が搭載され、観測目的に応じて切り替えられます。UT群の愛称は Antu、Kueyen、Melipal、Yepun です。さらに、可動式の口径1.8mの補助望遠鏡（AT: Auxiliary Telescopes）が4台あり、これらを組み合わせることで干渉計（VLTI: VLT Interferometer）としても運用できます。

観測波長と性能

VLTは可視光から近赤外までの赤外の波長帯で観測を行います。高感度な検出器と大口径により、個々の望遠鏡は肉眼で見るよりも約40億倍も暗い天体をとらえることができます。また、すべての望遠鏡を干渉的に組み合わせると、約0.001秒（1ミリ秒）という極めて高い角度分解能を達成できます（これは月までの距離に置き換えると約2メートルの細かさに相当します）。この高分解能は、恒星の表面構造の解析や近傍星系での微細構造観測に威力を発揮します。

技術的特徴

適応光学（AO）：大気ゆらぎを補正して高い空間分解能を確保します（例：NACOなどの装置）。
干渉計運用（VLTI）：複数望遠鏡の光を合成して高解像度イメージを得ます。可動のATを用いることで基線を変え、多様な観測配置が可能です。
多様な分光器・撮像器：高分散分光器から広視野撮像装置まで、用途に応じた観測が行えます（FORS、UVES、X-shooter、MUSE、SINFONI、VISIR など多数の専用装置が運用実績を持ちます）。

科学的成果と用途

VLTは地上望遠鏡として非常に高い生産性を誇り、観測データは多くの重要な発見に貢献してきました。代表的な成果には次のようなものがあります。

太陽系外惑星の直接観測：高コントラスト観測と適応光学を組み合わせ、系外惑星の直接イメージングを実現しました。
天の川中心のブラックホール研究：銀河中心を周回する恒星の軌道を精密に追跡することで、超巨大ブラックホールの質量測定や一般相対性理論の検証に貢献しました。
高赤方偏移天体のスペクトル観測：遠方の銀河やガンマ線バースト（GRB）の余光を詳細に追い、宇宙初期の星形成や元素合成の痕跡を調べています。
恒星や系外天体の詳細解析：恒星の大気組成や年齢、星団や銀河の進化史に関する精密データを提供しています。

科学的影響力とデータ利用

VLTで得られたデータは世界中の研究者に利用され、多数の学術論文を生み出しています。観測プログラムは国際的に公募され、公開アーカイブを通じて過去データに誰でもアクセスできるため、二次解析や新たな発見にもつながっています。これにより、VLTはハッブル宇宙望遠鏡に次いで多くの天文学的成果に寄与する地上施設の一つとなっています。

まとめ

VLTは、大口径鏡、先進的な適応光学、干渉技術、多様な観測装置を組み合わせることで、可視光～赤外領域で高感度かつ高分解能の観測を可能にする観測拠点です。系外惑星から銀河進化、重力理論の検証に至るまで幅広い分野で重要な役割を果たしており、今後も新装置の導入や観測手法の進化により、天文学の最前線で活躍し続けるでしょう。

補助望遠鏡

1.8mの小型ATを4台用意し、干渉計専用としています。これにより、VLTは毎晩、可視波長と赤外波長での運用が可能になりました。

パラナルにある4つのAT。奥に見えるのはユニット望遠鏡