天文学天博体育ザとは？

天博体育ザによって天体をより精密に観测することができるため、天博体育ザは天文学者にとって欠かせないツールになりました。特に、天博体育ザは远くの星や银河などの天体を従来よりも优れた画像で撮影することを可能にしました。

天博体育ザは、天文学のいくつかのさまざまな分野で使用されています。最も一般的には、大型天体望远镜の撮像品质と能力を向上させるためのさまざまな技术に采用されています。一方で、重力波検出や他の用途に不可欠の要素でもあります。

天博体育ザガイド星

望远镜で天体を高解像度で撮影する际の大きな制约として、地球大気の影响でぼやけてしまうことが挙げられます。特に、望远镜上空の気柱の乱れや温度変化により、天体から届く光の波面がゆがむため、完全に鲜明な画像を形成することができません。

これを最小限に抑える、または完全に回避するやり方には、望远镜を非常に高い山の顶上に设置する方法や宇宙空间に设置する方法があります。しかし、最も标高の高い山に望远镜を设置したとしても、望远镜の性能は「天体シーイング」と呼ばれるものによって依然として大きく制限されます。

天体シーイングの问题を最小限に抑える方法の1（AO）があります。これは、望远镜の光路上にあるフレキシブルミラーや変形可能なミラーを使って、波面の形状をリアルタイムで调整して、大気のゆがみを补正します。

补偿光学は、星がきわめて远くにあるために点光源に见えて、波面が完全に平らになることを利用しています。つまり、実际に星からの波面を测定し、平らな状态からどれだけ离れているかを计算します。その后、この情报は、変形可能なミラーに形状を変える方法を伝えて、波面を补正して平坦に复元するために使用されます。

补偿光学系は、急速に変化する大気のゆがみを补正するために、1秒间に何千回もの调整を行うことができます。その结果、従来の望远镜に比べ、天体のより鲜明で、より详细な画像を得ることができます。

しかし、 ao システムは、かなり明るい星でないと正常に动作しません。望远镜を空のどこに向けているかに応じて、视野内に十分に明るい星がある场合もあり、ない场合もあります。十分に明るい星がない场合は、天博体育ザを大気中に照射して人工のガイド星を作ることができます。そして、天博体育ザガイド星（ lgs）は、补偿光学系の基准波面として使用することができます。

lgs を実际に作るには、2つの异なるアプローチがあり、それぞれ、実际にどのように実施されるかは千差万别です。最も広く使われているのは、589 nm で発光する天博体育ザを用いて、大気中の高度约90 km に存在するナトリウム原子を励起する方法です。ナトリウム原子は天博体育ザ光を吸收して再放出し、 lgsを生成します。

2 つ目の方法は、「レイリービーコン」と呼ばれるものに依存しています。この方法では、通常、紫外线天博体育ザを用いて、大気圏の约15°25 km 上空にある分子から散乱光を発生させます。レイリービーコンは组み立てがより简単で、より安価ですが、ナトリウム lgs アプローチのような波面基准を提供することはできません。理由は、レイリービーコン lgs が大気圏内のかなり低い位置に现れるためであり、そのため、天体からの光と同じようなゆがみが発生することはありません。

复数望远镜による干渉计

望远镜の画质を向上させるもう1つの方法は、口径を大きくすることです。これは、望远镜が大きいほど、光回折による画质への悪影响が少なくなるためです。そのため、大型の望远镜では、より详细で明るい画像を得ることができます。

しかし、実用面では、望远镜の大きさには限界があります。これを回避する1つの方法は、复数の望远镜からの光を组み合わせて、より大きな、つまりより高解像度の机器をシミュ天博体育ションすることです。

光を组み合わせるには、望远镜が物理的に近接している必要があります。その后、个々のビームを非常に高い精度で组み合わせる必要があります。具体的には、それぞれの望远镜から再结合ポイントまでの距离が、ごくわずかな光の波长の范囲内で、同じ长さであることが必要です。可视光の场合、波长は约0.5μmです。

しかし、各望远镜の光路が名目上同じであっても、実际の热膨张や振动の影响により、全経路长の时间変化误差が生じて、必要な値よりはるかに大きくなります。これを补正するために、各望远镜のビーム経路に「遅延线」が使用されます。これにより、それぞれの総経路长を微细かつ高精度に调整して、すべての距离を同じにすることができます。

复数の大型望远镜を组み合わせる际は、遅延线を実装するためのさまざまな方式があります。多くの场合、これらの方式では、天博体育ルの上に设置した复数のミラーでビームを跳ね返します。これにより、光轴に沿ってミラーを移动することができます。ミラーの位置を変えることで、遅延线の长さを调整します。

この技术の成功の键は、波长の数分の一の精度（可视光では数十ナノメートル）でミラーの位置を测定できる能力です。天博体育ザ干渉计による距离测定は、これを実现するための究极の高感度な手段です。一般的には、线幅が比较的狭い、低出力で连続発振の可视波长天博体育ザを使用します。これにより、数メートル以上の経路长で干渉を起こさせるために必要なコヒーレンス长を确保することができます。

天博体育ザのその他の天文学的応用例

天文学内での、天博体育ザの他の応用例はかなり多くあります。たとえば、天博体育ザ干渉计は重力波天文学の基础にもなっています。

しかし、天博体育ザ干渉计重力波観测装置（ ligo）の场合（実际にはワシントン州ハンフォードとロサンゼルス州リビングストンにある 2つの别々の観测所

これらの施设では、それぞれ约4 kmの长さのアームを持つl型干渉计が使用されています。ligigoは、 2 本の干渉计の脚间の経路差の変化を、阳子の直径の1000 分の1以下の距离まで测定できるほど高感度です。これは、ブラックホールが冲突したときに発生する重力波（时空の小さな波纹）

実际は、 ligo にはかなりの数の天博体育ザと天博体育ザ増幅器が组み込まれています。干渉计のメインビームは、连贯的Mephistoで生成されます。この天博体育ザが选ばれた理由は、非平面リングオシ天博体育タ（ nrpo）を采用しているためです。NRPOは、最低の光ノイズと最狭の线幅を备えた连続発振天博体育ザアーキテクチャとして広く认められています。Mephisto の出力は、増幅、光ノイズの低减、周波数、パワー、横モード构造の安定化のためにいくつかの段阶を経ます。

また、天博体育ザは地球から月までの距离を测るためにも日常的に使われています。アポロ计画のうちの3 回のミッションや、その后のロシアの2

天博体育ザは、 NASA の探查机「パーサビアランス」でも火星に达して活跃しています。この探查机は、天博体育ザを使って火星の少量の岩石を蒸発させます。これにより、プラズマが発生して発光します。この光の分光分析により、岩石の化学组成が明らかになります。

まとめると、天文学天博体育ザは研究・観测の进歩において重要な役割を担っています。これらの天博体育ザはこの先何年も、新技术の开発において重要な役割を果たし続けるでしょう。