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すばる望遠鏡の近赤外線多天体撮像分光装置 MOIRCS は、2015年夏から大規模な改造が行われてきました。そして昨年12月のクリスマス明けの夜、最新の検出器と周辺ハードウェアおよび制御システムが搭載された「新生」MOIRCS が、装置に実際の天体の光を入れる「ファーストライト」を無事に迎え、赤外線で見た渦巻き銀河 NGC 3521 の姿を写し出しました (図１)。

MOIRCS 改造計画

MOIRCS は2004年9月にすばる望遠鏡に初めて登場しました。当時としては口径 8-10 メートル級望遠鏡で世界最大の視野の広さと唯一の近赤外多天体同時分光機能を持った装置として、これまで数多くのユニークな成果を挙げてきました (注１)。

この 10 年の間に他の望遠鏡でも類似の装置が登場してきましたが、MOIRCS の競争力をさらに強化すべく、MOIRCS を大きくアップグレードする通称「nuMOIRCS プロジェクト」が、ハワイ観測所内外の研究者からなるチームによってスタートしました (注２)。このプロジェクトは観測所に引き継がれ、2015年夏より最初の大改造が行われてきたのです。

新しい赤外線検出器

今回の改造の最大のセールスポイントは、装置の「眼」である検出器を新型のものに交換する事です。新しい検出器にはノイズ性能や感度が大幅に向上した Hawaii2 RG アレイ (米国・テレダイン社) を採用しました。また専用の検出器制御システムを搭載することで観測効率の向上も図りました (図２)。

一新された周辺ハードウェアと内製の制御システム
MOIRCS の観測開始後、通信機器やコンピュータなどは大きく進歩しました。そこで今回、MOIRCS に搭載されている周辺ハードウェアの多くも最新のものに交換しました。さらに装置全体を制御するためのシステムの完全な内製化も、すばる望遠鏡の第二期観測装置では初めて行いました。最新のハードウェアを用い、また制御システムを観測所内で一から構築をする事で、装置の理解とメンテナンス・改良の自由度を大幅に向上させたのです (図３、図４)。これは装置の寿命を長く維持する上でも大変重要な事です。

試験観測

「今回の大幅な更新作業をハワイ観測所の限られた人材で行う事は決して容易な事ではありませんでした。旧 MOIRCS 装置開発グループからの情報提供、東京大学天文学教育研究センターや台湾・中央研究院天文及天文物理研究所等の協力も得ながら、ユーザーの皆様への影響を最小限にするというプレッシャーの中で、取り組んできました」と語るのは、プロジェクトマネージャーの Josh Walawender さん (ハワイ観測所・装置研究開発スペシャリスト) です。

そして2015年12月26日、ついに「新生」MOIRCS はファーストライトを迎えました。望遠鏡制御システムとのマッチング、統合観測環境における MOIRCS 制御システムの動作などのチェックの結果、ほぼ期待された通りの動作が確認されました。

また、今回の目玉である新型の検出器も、期待通りの性能を発揮していることが確認されました。実測されたノイズはこれまでの半分以下に抑えられ、感度は特に短波長側で 40% 近くも向上しました。さらにデータの読み出しなどに必要な時間も削減されました。「ユーザーには大きな性能向上を楽しんで頂けると期待しています」と、試験観測を計画実行したプロジェクトメンバーの田中壱さん (ハワイ観測所・シニアレジデントアストロノマー) は語ります。

試験観測では、しし座の方向 2600 万光年彼方にある渦巻き銀河 NGC 3521 の画像が取得されました (図１)。NGC 3521 は見かけの大きさが７分角ほどありますが、MOIRCS の誇る広い視野により、その全体像が写し出されています。

さらなる性能向上へ

今回「新生」MORICS は無事にファーストライトを迎えましたが、最初のユーザーに供されるまでにやるべきことがまだまだあります。例えばユーザーに渡されるデータ情報の整備や新しい制御システムでの多天体同時分光機能の動作試験、旧式のレンズコートに起因するノイズの低減などです。さらにその先には、面分光機能の搭載も控えています。プロジェクトチームの努力はこれからも続くのです。

(注１) MOIRCS の最初の搭載時の様子は
• MOIRCS - すばるの新しい「赤外線の瞳」 ついに始動 (2006年2月22日すばる望遠鏡トピックス)

で詳しく紹介されています。また過去5年間に MOIRCS で得られた観測成果の一部は、

• 銀河の「化石」が明らかにした大質量銀河の形成と進化 (2015年9月24日すばる望遠鏡プレスリリース)
• 110 億年前の宇宙に近傍最大級の銀河団の祖先を確認 ～原始銀河団における固有の銀河形成過程～ (2015年4月20日すばる望遠鏡プレスリリース)
• 銀河古代都市の建設ラッシュ − 現在の楕円銀河が爆発的に生まれ急成長する大集団を発見 − (2012年8月30日すばる望遠鏡プレスリリース)
• 宇宙幼年期の壮年銀河団 (宇宙初期に既に大人の銀河団が出現) (2011年3月9日すばる望遠鏡プレスリリース)
• すばる望遠鏡、爆発的な星形成をする「ロゼッタストーン銀河団」を発見 (2011年2月1日すばる望遠鏡プレスリリース)

で紹介されています。

(注２) MOIRCS のアップグレードは、科学研究費補助金・基盤研究 (S) (課題番号: 23224005) によるサポートを受けています。プロジェクトの詳細は

• 広視野多天体分光・面分光で探る銀河形態の起源

で紹介されています。