巨大マゼラン望遠鏡（GMT）とは：2025年完成の世界最大級集光望遠鏡
2025年完成予定の巨大マゼラン望遠鏡（GMT）：7枚鏡で集光力は既存望遠鏡の4倍以上、ハッブルの最大10倍の鮮明画像を実現し天文学の新時代へ。
2025年に完成する巨大マゼラン望遠鏡（GMT）は、世界最大の望遠鏡として建設が進められています。GMTは1枚の大きな鏡ではなく、直径8.4m（27.6フィート）の鏡板を7枚組み合わせたセグメント式の主鏡で構成され、中央の1枚を6枚が取り囲む配置になります。この設計により解像力は24.5m（80.4フィート）級の鏡に匹敵し、集光面積は21.4m級の鏡と同等となります。既存の大型望遠鏡と比べて4倍以上の集光能力を持ち、ハッブル宇宙望遠鏡の最大10倍の鮮明な画像を地上から得られることが期待されています。建設費用は7億ドル規模と見積もられています。
構造と鏡面の特徴
主鏡は1枚板ではなく7枚の独立した鏡からなり、それぞれが高精度に研磨・支持されます。セグメント鏡の利点は、製造や輸送が容易であること、個々の鏡に対して局所的な補正が可能なことです。GMTでは各鏡に高精度の制御機構を備え、位相を揃えて単一の大口径鏡として機能させます。これにより解像力と集光能力の両方を大幅に高められます。
主要技術 — 適応光学と計測
大気による像のぼけを補正するため、GMTは高度な適応光学（AO）システムを搭載します。レーザー誘導ガイド星やトモグラフィー（立体像復元）を用いたAOにより、特に近赤外〜可視光帯でほぼ回折限界に近い高解像度観測が可能になります。これにより、遠方の微小な天体の詳細な構造や、系外惑星の大気スペクトルの検出などが実施できます。
搭載予定の観測装置
- 高分散分光器（高精度ドップラー観測や元素組成の測定）
- 広視野分光装置（大規模サーベイ観測に最適）
- 近赤外分光器・積分場分光器（高赤方偏移銀河や活動銀河核の解析）
- 先進的なイメージングカメラ（高コントラスト観測で系外惑星直観測を支援）
主な科学目標
- 系外惑星の大気組成の検出・特性評価（生命の手がかり探し）
- 最初期の星や銀河の観測による宇宙初期の再電離や銀河形成史の解明
- 超大質量ブラックホール周辺の力学解析と成長史の解明
- ダークマターやダークエネルギーの性質に関する高精度観測
- 近傍銀河や恒星集団の詳細な化学進化・年齢解析
建設地・運営・スケジュール
GMTは南米チリの高地にある観測所に建設されます（空気が薄く、晴天率の高い好条件地）。建設と運用は国際的なコンソーシアムが主導しており、複数の大学・研究機関と国際パートナーが参加しています。2025年の完成を目標にしていますが、設計の最終調整や試験運転、資金・工期の都合によりスケジュールに変動が生じる可能性があります。
意義と将来
GMTは「次世代超大型望遠鏡」の一角を担い、可視〜近赤外域で極めて高精度・高解像度な観測を可能にします。地上望遠鏡としては得られる光量と細部観測能力が飛躍的に向上するため、天文学の多くの分野で新発見が期待されています。今後の観測成果は宇宙論、銀河形成論、惑星科学などに重要なインパクトを与えるでしょう。
巨大なマゼラン望遠鏡があるラス・カンパナス天文台
予定サイト
望遠鏡の設置場所は、チリのラ・セレナから北東に約115km（71 mi）のところにあるマゼラン望遠鏡の設置場所でもあるラス・カンパナス天文台です。この地域は、1年のほとんどを晴天に恵まれている。アタカマ砂漠の周辺は、大気汚染のない夜空が広がっています。近くに都市がほとんどないため、光害の影響を最も受けにくい場所のひとつでしょう。これらのことから、この地域は地球上で最も長期的な天体観測に適した場所のひとつと言えます。
デザイン詳細
この望遠鏡の特徴は、直径8.4mの鏡を7枚使用することです。これらの鏡は、1つの光学面を形成するように配置されます。これは、外側の6つの鏡の表面が半径方向に対称でない（つまり、軸から外れている）ため、困難な作業となります。このため、通常の鏡の研磨方法を少し変える必要がある。7枚の鏡はすべて、それぞれの反射面が共通の軸になるように配置する。1枚は中央に、他の6枚は中央を中心に左右対称に配置する。焦点面はアセンブリ全体と軸が一致するようにする。計画では、同じ軸外しミラーを7枚作ることになっています。予備のミラーは、1-2年ごとに必要な1-2週間（1セグメントあたり）の再コーティングが必要なときに、ミラーを交換するために作られました。
アリゾナ大学のスチュワード天文台は、同大学のフットボール競技場の地下にある実験室で鏡を製作しています。鏡の製作には、回転炉を使用しています。2005年11月3日、最初の鏡の鋳造が完了した。しかし、時間のかかる整形や研磨が完了するのは、2011年秋の予定だ。
この望遠鏡には補償光学が採用される予定です。
加盟団体
望遠鏡を開発しているグループは以下の通りです。
- カーネギー・インスティテュート・オブ・ワシントン（OCIW）の観測所
- シカゴ大学
- ハーバード大学
- スミソニアン天体物理観測所
- テキサスA&M大学
- アリゾナ大学
- テキサス大学オースティン校
- オーストラリア国立大学
- アストロノミー・オーストラリア社
- 韓国天文宇宙科学院
Mitchell Energy & Development Corp.の創設者であるGeorge P. Mitchell氏とThe Cynthia and George Mitchell Foundationは、望遠鏡の費用として2500万ドルを寄付しています。
関連ページ
- アタカマ砂漠
質問と回答
Q: ジャイアントマゼラン望遠鏡(GMT)とは何ですか?
A: ジャイアントマゼラン望遠鏡（GMT）は、2025年の完成時には世界最大となる望遠鏡です。
Q: GMTには何枚の鏡があるのですか?
A: GMTには7つの鏡があり、それぞれ連携して動作します。
Q: 各鏡の直径はどのくらいですか?
A: 各鏡の直径は8.4mです。
Q: GMTの集光面積はどのくらいになりますか?
A: GMTの集光部は、実際の鏡面よりも大きく、21.4m（70.2フィート）の鏡と同じ大きさになります。
Q: 既存の望遠鏡と比べて、GMTはどれくらいの光を集めることができますか?
A: GMTは、既存の望遠鏡の4倍以上の集光能力を持つ予定です。
Q: ハッブル宇宙望遠鏡と比較して、GMTの画像はどの程度鮮明なのでしょうか?
A: GMTの画像は、ハッブル宇宙望遠鏡の最大10倍鮮明です。
Q: GMTの費用はどのくらいかかりますか?
A: GMTの費用は7億ドル（約700億円）です。
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