宇宙望遠鏡の起源

宇宙望遠鏡の起源
鏡と焦点面観測装置の初期設計
名称オリジンズ、オリジナルサウンドトラック
ミッションの種類宇宙望遠鏡
運用者NASA
ウェブサイトasd .gsfc .nasa .gov /firs /
ミッション開始
打ち上げ日2035年（予定）
軌道パラメータ
基準システム太陽地球L2
主望遠鏡
波長遠赤外線

オリジンズ宇宙望遠鏡（オリジンズ）は、遠赤外線探査宇宙望遠鏡ミッションの概念研究です。[ 1 ]策定前の予備概念であり、 2019年に米国十年計画調査（USDSE）に提出され、NASAの大規模戦略科学ミッションへの選定の可能性が検討されました。オリジンズは、赤外線と新たな分光機能を用いて、天の川銀河内の星形成や星間物質のエネルギーと物理的状態を研究するための一連の新たなツールを提供します。[ 2 ]

研究グループは主に国際社会のメンバーで構成され、ミッションアーキテクチャの科学的特定と科学的推進要因を優先しました。[ 3 ] [ 4 ]研究グループは国際天文学コミュニティからの意見を参考にしました。このような大規模なミッションを実現するには、国際的な参加と支援が必要です。[ 5 ]

概要

2016年、NASAは大型戦略科学ミッションのために4つの異なる宇宙望遠鏡の検討を開始しました。[ 6 ]これらは、居住可能な太陽系外惑星画像ミッション（HabEx）、大型紫外線可視赤外線サーベイヤー（LUVOIR）、オリジンズ宇宙望遠鏡（Origins）、そしてリンクスX線観測衛星です。2019年、4つのチームは米国科学アカデミーに最終報告書を提出しました。米国科学アカデミーの独立した天文学および天体物理学10年調査報告書は、 NASAにどのミッションを最優先すべきかについて助言しています。資金が確保されれば、オリジンズは2035年頃に打ち上げられる予定です。 [ 6 ]

進化するコンセプト

オリジンズ宇宙望遠鏡の想定鏡径の図。[ 7 ]

ロードマップでは、近赤外線から中赤外線を観測するジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡とは対照的に、中間赤外線から遠赤外線を観測する宇宙望遠鏡が想定されており、ハーシェル宇宙望遠鏡（従来の遠赤外線望遠鏡）よりも感度が大幅に向上し、角度分解能もハーシェルより少なくとも4桁向上している。[ 3 ]ミッション開発は、主要な科学的推進要因を特定し、宇宙望遠鏡の技術要件を確立することに依存している。作業グループは、以下の基本的な科学的トピックを特定した。

水の輸送

オリジンズ宇宙望遠鏡ミッションの初期の予備的な目標には、星間物質から惑星形成円盤の内部領域、星間雲から原始惑星円盤、そして地球自体への、氷とガスの両方による水の輸送を研究することが含まれます。これは、居住可能な惑星における水の豊富さと利用可能性を理解するためです。[ 8 ]太陽系では、重水素比の分子遺伝を追跡することにより、彗星が初期の地球に水を運んだ役割を明らかにします。[ 8 ]

予備的な特性

オリジンズ宇宙望遠鏡は、口径9.1m（コンセプト1）または5.9m（コンセプト2）の望遠鏡を用いて、中間赤外線から遠赤外線の範囲で天体測定と天体物理学の観測を行います。 [ 8 ] [ 9 ]この望遠鏡には、検出器を約50mK、望遠鏡の光学系を約4Kで能動的に冷却するためのクライオクーラーシステムが必要です。 [ 8 ]この望遠鏡は、これまでの遠赤外線望遠鏡の100～1000倍の感度を達成します。[ 8 ]

3.3～25μmの波長域における太陽系外惑星の観測を目標とし、居住可能な温度（約300 K（27 °C））にある小型で温かい惑星の大気の温度を測定し、生命に必要な基本的な化学成分を探します。また、大気組成を測定します。これは、トランジット分光法と直接コロナグラフ画像化を組み合わせることで実現されます。重要な大気診断には、アンモニア（NH4（窒素のユニークなトレーサー）、9μmのオゾン層（オゾン、O3は重要なバイオシグネチャーです）、15μmのCO2帯域（二酸化炭素は重要な温室効果ガスです）、そして多くの水の波長帯域があります。[ 8 ]

この分光器は、最も遠い銀河、天の川、太陽系外惑星、そして太陽系の外縁部を発見し、その特徴を明らかにする3D天空の調査を可能にします。[ 9 ]

予備ペイロード

最終報告書に基づくと、[ 10 ] 3つの機器と、オプションで4つ目のアップスコープが必要です。[ 8 ] [ 1 ]

  1. 遠赤外線イメージング偏光計
  2. 太陽系外惑星のトランジット分光観測のための中間赤外線装置
  3. 広視野低解像度または単一ビーム高解像度機能を備えた多用途遠赤外線分光計
  4. 非常に高解像度のヘテロダイン分光計。

参考文献

  1. ^ a b 2020年10年調査に向けた大規模ミッションコンセプトの準備 2021年12月26日アーカイブ ウェイバックマシンにて。( PDF)ポール・ハーツ、NASAこの記事には、パブリックドメインパブリックドメインであるこの情報源からのテキストが組み込まれています
  2. ^ MC Wiedner、S. Aalto、K. Stevenson：「宇宙望遠鏡の起源：最初の光から生命まで」。Experimental Astronomy、第51巻、595-624ページ（2021年）
  3. ^ a b遠赤外線サーベイヤーミッション研究：論文I、ジェネシス（PDF）2016年7月29日。議事録、第9904巻、宇宙望遠鏡と計測2016：光学、赤外線、ミリ波; 99040K（2016）; doi: 10.1117/12.2240456
  4. ^ Far-IR Surveyor Archived 26 December 2021 at the Wayback Machineこの記事にはパブリックドメインパブリックドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
  5. ^ Far IR Surveyor Workshop . カリフォルニア工科大学ベックマン研究所. 2015年6月
  6. ^ a b Scoles, Sarah (2016年3月30日). 「NASA​​、次期主力宇宙望遠鏡を検討中」 . Scientific American . 2017年10月15日閲覧。
  7. ^ Origins Space Telescope Mission Flyerゴダード宇宙飛行センター 2017年2月10日パブリックドメインこの記事にはパブリックドメインのこのソースからのテキストが組み込まれています。
  8. ^ a b c d e f gオリジンズ宇宙望遠鏡ミッション研究。マーガレット・メイクスナー、アサンタ・クーレイ、オリジンズ宇宙望遠鏡科学技術定義チーム。宇宙望遠鏡科学研究所
  9. ^ a bオリジンズ宇宙望遠鏡. Cooray, Asantha R. およびオリジンズ宇宙望遠鏡研究チーム. アメリカ天文学会 AAS 会議 #229. 2017年1月
  10. ^「オリジンズ宇宙望遠鏡：ベースラインミッションコンセプト」J. Astron. Telesc. Instrum. Syst. 7(1) 011002 (2021年1月6日)
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