The theme of Galaxy Forum Japan this year is 21st Century Frontiers of Astronomy and Observation. The event will be held at the NAOJ Large Seminar Room and 4D2U Dome Theater. Seating is on a first come first serve basis (limited to 80 participants). Most of the presentations and discussion will be in Japanese. Here is a link to a local website devoted to the event (http://moonstation.jp/ja/events/Galaxy_Forum/).

1. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
宇宙の謎を可視化する
〜すばる望遠鏡と超大型望遠鏡TMT〜
臼田 知史
国立天文台TMT推進室／ハワイ観測所
総合研究大学院大学・天文科学専攻
うすだ とものり

2. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
The Mysteries of Galactic Supernovae
〜 Cassiopeia A & Tycho Brahes’s 1572 〜
Cas A
Blue：X-ray (CXO)
Green：Optical (HST)
Red：Mid-IR (SST)
Tomonori Usuda
(SUBARU Telescope)
Tycho
BGY：X-ray (CXO)
Red：Mid-IR (SST)
White: Near-IR
2009 @Ellison S Onizuka Space Center

3. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
「ひかり」で宇宙を探る
1. 見えない光：波長範囲の拡大
(1) 波長の短いガンマ線から波長の長い電波
(2) 地球に届かない電磁波を観測するために、宇宙望遠鏡
2. 見える光（可視光）：人間の目で見える限界＝6等星
(1) 集光力の拡大：望遠鏡の大型化、宇宙望遠鏡
(2) 感度の向上：写真乾板  CCD、CMOS、分光技術
3. 可視光に近い赤外線（近赤外線）での技術革新
(1) 集光力の拡大：望遠鏡の大型化
(2) 解像力の向上：大型望遠鏡と波面補償光学（AO）
技術革新→新しいものが見える→宇宙像を変える

4. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
「ひかり」で宇宙を探る
1. 見えない光：波長範囲の拡大
(1) 波長の短いガンマ線から波長の長い電波
(2) 地球に届かない電磁波を観測するために、宇宙望遠鏡
2. 見える光（可視光）：人間の目で見える限界＝6等星
(1) 集光力の拡大：望遠鏡の大型化、宇宙望遠鏡
(2) 感度の向上：写真乾板  CCD、CMOS、分光技術
3. 可視光に近い赤外線（近赤外線）での技術革新
(1) 集光力の拡大：望遠鏡の大型化
(2) 解像力の向上：大型望遠鏡と波面補償光学（AO）
技術革新→新しいものが見える→宇宙像を変える

5. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
宇宙からの「光（電磁波）」：波長範囲の拡大
様々な種類（波長）の地上・宇宙望遠鏡
長い波長短い波長 すばる望遠鏡

6. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
異なる波長の電磁波で見たオリオン大星雲
可視光線 赤外線
どっちが星がたくさん見えます？

7. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
「ひかり」で宇宙を探る
1. 見えない光：波長範囲の拡大
(1) 波長の短いガンマ線から波長の長い電波
(2) 地球に届かない電磁波を観測するために、宇宙望遠鏡
2. 見える光（可視光）：人間の目で見える限界＝6等星
(1) 集光力の拡大：望遠鏡の大型化、宇宙望遠鏡
(2) 感度の向上：写真乾板  CCD、CMOS、分光技術
3. 可視光に近い赤外線（近赤外線）での技術革新
(1) 集光力の拡大：望遠鏡の大型化
(2) 解像力の向上：大型望遠鏡と波面補償光学（AO）
技術革新→新しいものが見える→宇宙像を変える

8. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
宇宙からの「ひかり」：波長範囲の拡大
分光
白色光を虹の七色に分ける（スペクトルをとる）
色の違いは光（電磁波）
の「波長」の違い
プリズム

9. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
光のスペクトル
太陽
水素
(H)
ヘリウム
(He)
ナトリウムD線

10. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
「ひかり」で宇宙を探る
1. 見えない光：波長範囲の拡大
(1) 波長の短いガンマ線から波長の長い電波
(2) 地球に届かない電磁波を観測するために、宇宙望遠鏡
2. 見える光（可視光）：人間の目で見える限界＝6等星
(1) 集光力の拡大：望遠鏡の大型化、宇宙望遠鏡
(2) 感度の向上：写真乾板  CCD、CMOS、分光技術
3. 可視光に近い赤外線（近赤外線）での技術革新
(1) 集光力の拡大：望遠鏡の大型化
(2) 解像力の向上：大型望遠鏡と波面補償光学（AO）
技術革新→新しいものが見える→宇宙像を変える

11. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
異なる波長の電磁波で見たオリオン大星雲
可視光線 赤外線
どっちが星がたくさん見えます？

12. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
「ひかり」で宇宙を探る
1. 見えない光：波長範囲の拡大
(1) 波長の短いガンマ線から波長の長い電波
(2) 地球に届かない電磁波を観測するために、宇宙望遠鏡
2. 見える光（可視光）：人間の目で見える限界＝6等星
(1) 集光力の拡大：望遠鏡の大型化、宇宙望遠鏡
(2) 感度の向上：写真乾板  CCD、CMOS、分光技術
3. 可視光に近い赤外線（近赤外線）での技術革新
(1) 集光力の拡大：望遠鏡の大型化
(2) 解像力の向上：大型望遠鏡と波面補償光学（AO）
技術革新→新しいものが見える→宇宙像を変える

13. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
集光力の拡大：望遠鏡の大型化
岡山188cm (1960) 8.2mすばる望遠鏡 (1999)
限界24等（1987）
＜赤方偏移２
限界28等（2000）
〜赤方偏移７

14. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
新型形状
ドーム
すばる望遠鏡
制御棟
観測中ドーム内は無人
20m

15. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
集光力の拡大：望遠鏡の大型化
岡山188cm (1960) 8.2mすばる望遠鏡 (1999)
限界24等（1987）
＜赤方偏移２
限界28等（2000）
〜赤方偏移７
限界32等（2024）
＜赤方偏移17
集光力~口径2 ~13倍
解像力~口径 ~4倍
感度~口径4 ~180倍
30ｍ望遠鏡TMT (2024)

16. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
ハワイ・マウナケア天文台（標高4205m)
すばる望遠鏡
TMT(想像図)
地盤の固い、すばるよりも低い場所

17. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
TMTの完成予想図
http://tmt.nao.ac.jp/gallery/index.html 「TMT 完成 動画」で検索

18. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
TMT望遠鏡本体概要
副鏡
観測装置
第三鏡
主鏡
観測装置
ナスミス台
• リッチークレッ
チェン光学系
• 主鏡：30 m f/1
（双曲凹面）
• 副鏡：3.1 m
（双曲凸面）
• 第三鏡：2.5 m x
3.5 m （平面）
• f/15
（ナスミス焦点）
• 視野：15分角
（1.9 mΦ）

19. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
TMTにおける国際協力
ドーム望遠鏡主鏡材
主鏡
副鏡
第3鏡
補償光学
付帯設備
制御系・ソフト
観測装置
30％ 40％
15％15％

20. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
単一鏡と分割鏡方式
現在の技術で 8mをはるかに超える
大きさの鏡を製作可能
単一鏡 セグメント鏡
現在の技術では
8mが限界

21. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
主鏡のゼロ膨張ガラス
High Quality with zero thermal expansion properties
(CG: 85 sec)

22. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
宇宙を探る
1. 見えない光：波長範囲の拡大
(1) 波長の短いガンマ線から波長の長い電波
(2) 地球に届かない電磁波を観測するために、宇宙望遠鏡
2. 見える光（可視光）：人間の目で見える限界＝6等星
(1) 集光力の拡大：望遠鏡の大型化、宇宙望遠鏡
(2) 感度の向上：写真乾板  CCD、CMOS、分光技術
3. 可視光に近い赤外線（近赤外線）での技術革新
(1) 集光力の拡大：望遠鏡の大型化
(2) 解像力の向上：大型望遠鏡と波面補償光学（AO）
技術革新→新しいものが見える→宇宙像を変える

23. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
Hyper Suprime Cam (HSC)

24. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
HSCのCCD（浜松ホトニクス製）
60cm
116枚のCCD
9億画素！

25. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
Hyper Suprime Cam (HSC)
8-10m級の大型望遠鏡で、世界唯一の超広視野カメラ

26. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
中心付近を拡大してみよう！

27. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
隣の銀河の星を一つ一つ分解 
我々の銀河系と比較  我を知る

28. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
宇宙を探る
1. 見えない光：波長範囲の拡大
(1) 波長の短いガンマ線から波長の長い電波
(2) 地球に届かない電磁波を観測するために、宇宙望遠鏡
2. 見える光（可視光）：人間の目で見える限界＝6等星
(1) 集光力の拡大：望遠鏡の大型化、宇宙望遠鏡
(2) 感度の向上：写真乾板  CCD、CMOS、分光技術
3. 可視光に近い赤外線（近赤外線）での技術革新
(1) 集光力の拡大：望遠鏡の大型化
(2) 解像力の向上：大型望遠鏡と波面補償光学（AO）
技術革新→新しいものが見える→宇宙像を変える

29. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
波面補償光学 Adaptive Optics (AO)
空間分解能は大気の揺らぎで決まる
1.ドーム内の大気の擾乱をできるだ
け抑える（0.2秒角）
2. 大気擾乱をAOでリアルタイムで
補正（0.06秒角）
地上望遠鏡で宇宙望遠鏡を凌ぐ視力を達成！

30. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
波面補償光学 Adaptive Optics (AO)
地上望遠鏡で宇宙望遠鏡を凌ぐ視力を達成！
AO ありAO なし
0.31”
連星 HR1852を近赤外線で撮像

31. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
天王星
Keck Telescope, June 2004
2004
ケック望遠鏡
AOなし AOあり

32. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
太陽系の外にある惑星（系外惑星）を探す
 系外惑星：1978個（2015年11月14日時点）
 大半はドップラー法やトランジット法による間接的な観測結果
 明るい恒星の近傍を周回する系外惑星の直接撮像は難しい
太陽 日食
若い明るい星
マスク

33. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
太陽系の外にある惑星を直接撮像
主星GJ504（1.2太陽質量）
コロナグラフで隠されている
GJ504B 惑星候補 GJ504B
重さ：木星の4倍
表面温度：510K
軌道半径：43天文単位
新しいコロナグラフ観測装置
HiCIAOで発見
 太陽型の恒星を回る木星サイズ
の系外惑星を初めて直接撮像

34. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
遠方銀河の形成を探る
２種類の銀河：楕円銀河と円盤銀河（渦巻き銀河）
楕円銀河：M87 円盤銀河：M33
 いつ？どのようにして現在の形状になったのか？
→ 天文学の最大の謎の一つ
 遠くの銀河を観測して、昔の銀河の形状を探る

35. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
遠方銀河の形成を探る
⑰110億年前
の銀河
80億年前
の銀河
現在の銀河
 110億年前は、ほとんど円盤銀河。楕円銀河は１つだけ
→ 現在の楕円銀河の割合より明らかに少ない
 110億年前にできた円盤銀河は衝突と合体を繰り返し、楕円銀河へと進化

36. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
宇宙を探る
1. 見えない光：波長範囲の拡大
(1) 波長の短いガンマ線から波長の長い電波
(2) 地球に届かない電磁波を観測するために、宇宙望遠鏡
2. 見える光（可視光）：人間の目で見える限界＝6等星
(1) 集光力の拡大：望遠鏡の大型化、宇宙望遠鏡
(2) 感度の向上：写真乾板  CCD、CMOS、分光技術
3. 可視光に近い赤外線（近赤外線）での技術革新
(1) 集光力の拡大：望遠鏡の大型化
(2) 解像力の向上：大型望遠鏡と波面補償光学（AO）
技術革新→新しいものが見える→宇宙像を変える

37. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
TMT (30m望遠鏡)
で目指すサイエンスは？

38. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
サイエンス１：宇宙最初の銀河・星形成
129.1億年前の最遠銀河: SXDF-NB1006-2
すばる解像力0.9秒角
TMT（AOあり）
解像力：0.015秒角、60倍
（最遠方銀河の想像図）
credit: V. Tilvi, S.L. Finkelstein, C. Papovich
and the Hubble Heritage Team.

39. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
サイエンス２：宇宙の生命を探る
生命が存在できる
太陽系外惑星はあるのか？

40. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
サイエンス２：太陽系外の惑星大気の組成
酸素分子(O2)の吸収線
(他の例：CO2, O3 ,CH4, H2O)
Webb & Wormleaton 2001
O2 A-band

41. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
まとめ
宇宙を探る
技術革新→新しいものが見える→宇宙像を変える
Mahalo !
ご質問、何でもどうぞ！

42. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）

43. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
サイエンス3：銀河系中心ブラックホール
銀河系中心のブラック
ホールの性質を明らか
にして、形成の謎を解明
＆
ダークマターの解明
8-10m級のAO
より多数・高精
度の位置や速度
赤外線で見た銀河中心

44. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
TMT望遠鏡(３0m)の主鏡はとっても大きい！
Figure 1. The globalM1 Coordinate System for the TMT primary mirrorand
identification of the 82 types ofSegment.
XM1
YM1

45. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
集光力の拡大：望遠鏡の大型化
アルマ (ALMA)計画
・日本、北米、ヨーロッパ三者共同
・チリ北部のアタカマ砂漠（標高5000m）
・12m x 54台と7m x 12台
・2010年代より運用
 最大基線長：18.5km（空間分解能約0.01秒角）
野辺山宇宙電波観測所
・1980年代より運用
・45m電波望遠鏡
・10m x 6台の電波望遠鏡干渉計
 最大基線長：600m（空間分解能約1秒角）

46. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
集光力の拡大：望遠鏡の大型化
野辺山ミリ波干渉計
（空間分解能~1秒角）
アルマ望遠鏡
（空間分解能0.03秒角）
惑星誕生の現場である塵の円盤を超高解像度撮影
 惑星の誕生・成長過程の理解へ

47. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
電磁波以外で見る  重力波
岐阜県飛騨市神岡町（神岡鉱山の中）
大型低温重力波望遠鏡かぐら(KAGRA)
・基線長3km
・低温（20K＝-253度C）
・現在建設中。2017年より観測開始
 世界初で初めて重力波を捉える
（アインシュタインの予言を検証）

48. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
電磁波以外で見る ニュートリノ
大型水チェレンコフ宇宙素粒子観測装置 (スーパーカミオカンデ)
岐阜県飛騨市神岡町：

49. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
宇宙を探る
1. 見えない光：波長範囲の拡大
(1) 波長の短いガンマ線から波長の長い電波
(2) 地球に届かない電磁波を観測するために、宇宙望遠鏡
2. 電磁波以外で見る  ニュートリノ、重力波
3. 見える光（可視光）：人間の目で見える限界＝6等星
(1) 集光力の拡大：望遠鏡の大型化、宇宙望遠鏡
(2) 感度の向上：写真乾板  CCD、CMOS
4. 可視光に近い赤外線（近赤外線）での技術革新
(1) 集光力の拡大：望遠鏡の大型化
(2) 解像力の向上：大型望遠鏡と波面補償光学（AO）
技術革新→新しいものが見える→宇宙像を変える

50. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
どのように過去の光の謎を解く?!
光の「こだま」を使うことによって、
時間を巻き戻す
⑦

51. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
宇宙を探る
技術革新→新しいものが見える→宇宙像を変える
恒星は無限に遠い
ところにあると
思われていた
星も動く！
1718 固有運動
の発見
恒星までの
距離が有限
だとわかる
1838 年周視差
の発見
近傍の恒星までの
距離を測定できる
ようになる
電
星間ガスの発
見

52. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
AB Aur（ぎょしゃ座AB星）
⑬
マスク半径：0.15” (=21AU)
Fov 8”x8”
 高解像度の観測により、21天文単位(AU)までの構造を発見
 二重のリング構造や空隙構造の存在を発見
HiCIAO＋AO188 CIAO＋AO36
マスク半径：0.85” (=120AU)

53. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
いろいろな形状の原始惑星系円盤
HD 142527
ドーナツ 渦巻銀河 バナナ
GG Tau（おうし座 GG 星） AB Aur（ぎょしゃ座 AB 星）

54. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
次世代30ｍ超大型望遠鏡TMT
 銀河の誕生と宇宙の夜明け
 太陽系外の第二の地球、生命の兆侯
 ブラックホール、暗黒物質
 暗黒エネルギー、物理定数、宇宙定数
 1.44ｍ六角鏡492枚
 建設費約1,500億円
（日本の分担25%）
 2024年完成予定
日本国立天文台、カリフォルニア大学、カリフォルニア工
科大学、カナダ天文学大学連合、中国国家天文台、
インド、（米国天文学大学連合など）

55. ギャラクシーフォーラム（Feb 20, 2016）
私の専門：光学・赤外線天文学
東京大学大学院：1992年〜1996年
 赤外線天文学：新しい分野。ものづくりが必須
→ 図面描き、機械工作、電気回路、ソフトウェア製作等々。
ほとんど独学
 国立天文台1.5m望遠鏡（すばる望遠鏡のプロトタイプ）の立ち上げ
をエンジニアと協力。自分達の開発した赤外線カメラで観測
国立天文台ハワイ観測所：1998年〜2013年
 観測装置を自動的に交換するロボットの開発
 望遠鏡エンジニアリング部門長 → 望遠鏡の性能維持、性能向上
 ハワイ観測所副所長 → 望遠鏡と観測装置のエンジニアリング
国立天文台TMT推進室@三鷹：2013年〜
 現在、推進室長、プロジェクトマネージャー