国立天文台は主鏡をコンピュータ制御し最高の画質を誇る8mすばる望遠鏡をハワイ島マウナケア山頂に1999年に完成した。10年後には、大気の揺らぎによる像の劣化を実時間補償してその解像力を回折限界にまで高める補償光学装置とレーザーガイド星生成装置の開発により、すばる望遠鏡の視力はさらに10倍になった。すばるが成し遂げた初期宇宙史の解明や太陽系外の惑星の探査をさらに進めるため、国立天文台は2014年度からマウナケアに口径30mの次世代超大型望遠鏡TMTを国際協力で建設する。TMT計画の概要とそのサイエンスについても解説する。
1.まえがき
ガリレオ・ガリレイは、屈折望遠鏡を自作して天体を観察し、「星界からの報告」を1610年に出版した。天体望遠鏡の歴史はここから始まった。1668年にはアイザック・ニュートンが反射望遠鏡を試作し、19世紀にはフラウンホーファーが色消しレンズを実用化した。19世紀末には肉眼での観測から客観的記録の残る写真観測への移行が始まり、20世紀前半にはウィルソン山天文台の2.5m望遠鏡や、パロマー山の5m望遠鏡が完成して、観測天文学が近代化した。1980年代にはCCDカメラの実用化1～3）と大型メニスカス鏡、大型ハネカム鏡、セグメント合成鏡の開発が進み望遠鏡は飛躍的な進歩を遂げてきた4～7）。
だが、望遠鏡の大型化で感度は格段に向上したものの、地上からの天体観測の解像力は大気の揺らぎのため角度の1秒角の壁を越えられない状況が続いた。この状態を打ち破ったのが、「補償光学」技術である。大気の揺らぎを実時間補正して打ち消すハイテク光学技術の開発で、大型の地上望遠鏡は宇宙空間にあるハッブル望遠鏡をしのぐ解像力を実現できるようになった。その原理と実際を、すばる望遠鏡と次世代超大型望遠鏡計画を軸に解説する。
