すばる望遠鏡 ドーム床構造 広視野集光器 WFC 広視野集光器 主焦点装置 主焦点装置 ファイバーポジショナー「コブラ」 「コブラ」 分光器 分光器 メトロロジカメラ メトロロジカメラ

観測機器 -- PFSを実現する最先端技術

すばる超広視野分光器 Prime Focus Spectrograph (PFS) は、すばる望遠鏡の主焦点に設置する分光装置です。焦点面に設置するファイバーポジショナーにより、直径1.3度という大きな視野中の、最大2400個の天体を一度に分光観測することができます。

 

すばる望遠鏡

国立天文台すばる望遠鏡は、ハワイ島マウナケアの標高4,200mの山頂に設置された主鏡直径8.2mの巨大な望遠鏡です。すばる望遠鏡の大きな視野と集光性能を利用して、PFSでは非常に暗い銀河までを広範囲にわたって観測します。

広視野集光器 Wide Field Corrector(WFC)
WFC

WFC は、HyperSprime-Cam(HSC) の為に新たに開発した光学系で、7枚のレンズからなります。第1レンズ(右図の最下段)は820mmと非常に大きな有効径をもち、光学系全体の長さは1.8mもあります。

分光器
分光器

4組の分光器を用いて2400個の天体の分光観測を実現します。それぞれの分光器内では波長別に3チャンネルの受光器で分光観測を行い、0.38μmから1.3μmという広い波長範囲をカバーします。

メトロロジカメラ
メトロロジカメラ

メトロロジカメラはすばる望遠鏡のカセグレン焦点に取り付けられ、主焦点にあるファイバーの位置を測定します。このカメラは一回の露出で2400本のファイバーの画像を取得します。

ファイバーシステム

ファイバーシステムは2400組の光ファイバーからなり、焦点面で広視野集光器WFCで集めた各天体の光を望遠鏡に隣接する部屋に置かれた4組の分光器へと運びます。ファイバーの長さは55mあり、600本ずつまとめられてそれぞれの分光器へと接続されます。

ファイバーポジショナー"Cobra"

2400本の光ファイバーの端面はファイバーポジショナー(愛称"Cobra" )によって焦点面で目的の天体の位置に正確に合わせられます。一本のファイバーの可動範囲は直径9.5mmの円形で、それぞれのファイバーは8mm間隔の蜂の巣状に並べられます。可動範囲が隣のファイバーの可動範囲と重なることで、6角形の視野の100%の領域を確保します。

ファイバーポジショナー "Cobra"の試作品の動画