打ち上げへ向けて準備が進むCHEOPS その実力とは?

「CHEOPS」は今年後半に打ち上げが予定されているヨーロッパの系外惑星観測衛星です。今回この衛星に搭載される観測システムの性能を調べた研究が公開されました。

欧州宇宙機関とスイスが開発を主導し、2019年10~11月に打ち上げが予定されているの「CHEOPS」(ケオプス、CHaracterising ExOPlanet Satellite)は、系外惑星が恒星の手前を横切る「トランジット」を観測する人工衛星です。

これまでトランジット法用に打ち上げられた宇宙機「COROT」「ケプラー」「TESS」は、多くの恒星を同時に観測して新しい系外惑星を見つけることを主眼としていました。一方でCHEOPSは既知の惑星をターゲットに、特定の時刻に特定の天体を指向して観測することで、比較的小型・安価な衛星でありながら、トランジットに伴う光度変化を高い精度で測定することができます。

CHEOPSが性能を発揮するためには、打ち上げに先立って地上(実験室)で実機の特性を検証・較正することが前提です。スイスのジュネーブ大学に所属する A. Deline 氏ら研究チームが8月5日arXivに投稿した研究(arXiv:1908.01636)は、そのような検証の結果を伝えています。

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系外惑星候補を多色観測で簡単に確認する方法

宇宙ミッション等で発見される膨大な量の惑星候補を、どのようにして効率よく確認していくかが課題となっています。トランジットの多色観測はその解決策の1つです。

周縁減光の波長依存性

2018年に打ち上げられた「TESS」や、2026年の打ち上げが予定されている「PLATO」は、系外惑星が恒星の手前を横切る現象(トランジット)を用いて、数百から数千個の「惑星候補」を見つけることが期待されています。

関連記事:系外惑星の観測方法#トランジット法

惑星候補を惑星と確かめるにはフォローアップ観測が必要です。その方法としては「視線速度法」(RV法)が確実ですが、RV法を行える高性能な望遠鏡は限られているため、この方法で全ての惑星候補を調べるのは現実的ではありません。

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次世代の超大型望遠鏡「WAET」

極めて細長い主鏡を用いる「WAET」望遠鏡は、2018年に提案された、低コストと高い分解能を備える次世代の巨大望遠鏡です。

WAETの構造

天体望遠鏡の大型化は性能向上の有効な手段です。現在、計画・建造が進められている3つの超大型望遠鏡(20~40m級、ELTs)は、このコンセプトを具現化したものです。しかし、望遠鏡の建造コストは主鏡直径のおよそ2.6乗に比例して急激に増大するため、望遠鏡の大型化には限りがあります。

アメリカのケース・ウェスタン・リザーブ大学に所属する Benjamin Monreal 氏らがarXivに投稿したプレプリントは、「WAET」と呼ばれる新しい種類の天体望遠鏡について記述しています。このプレプリントは2020年代の天文学上の技術的課題について調査する「Astro2020」向けに白書として書かれたものです。

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※「TIGRE」望遠鏡とは

TIGRE(Telescopio Internacional de Guanajuato, Robótico-Espectroscópico)とは、メキシコのラ・ルス天文台に設置されている口径1.2mの可視光・近赤外線天体望遠鏡です。この望遠鏡は21世紀に入って各地で建造が進んでいる「ロボット望遠鏡」(ネットワークを通じた遠隔観測を行う望遠鏡)の1つです。

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※「IGRINS」分光器とは

反射型回折格子とイマージョン回折格子

IGRINS (Immersion GRating INfrared Spectrometer) とは、アメリカ・テキサス大学と韓国天文研究院(KASI)が共同で開発した天体観測装置です。望遠鏡が捉えた天体の光を分解し、波長ごとの光の強さ(スペクトル)を得る「分光器」の1つです。広い範囲の近赤外線スペクトルを高い波長分解能で得ることができます。

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※「UCLES」分光器とは

UCLES (University College London Echelle Spectrograph) とは、1998年から2018年までオーストラリア・サイディングスプリング天文台の「アングロ・オーストラリアン望遠鏡」(AAT, 口径3.9m)に設置れていた観測装置です。開発はイギリスのユニバーシティ・カレッジ・ロンドンのグループによって行われました。

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