大学共同利用機関法人 自然科学研究機構
National Astronomical Observatory of Japan

国立天文台

2021

https://www.nao.ac.jp/
1

見えた！ 誰も知らない星空の向こう

すばる望遠鏡・超広視野主焦点カメラによって撮影された多種多様な天体。形がよく分かる近傍の銀河から、数十億光年の遠方にあるため赤方偏移の効果で赤く見えているものまでさまざまな銀河が写っています。画像中央下にある青く伸びた線状の天体は移動速度の速い太陽系の小惑星です。その他の明るい点源は、多くが銀河系の星ですが、クエーサーや太陽系の最果てにある準惑星のような天体なども含まれているかもしれません。暗い点源になると、超遠方にあって空間的に分解できない銀河も混じっています。

02

人類最古の学問のひとつである天文学。農耕や狩猟のため暦を作ることから始まった学問ですが、いまでは「宇宙の構造を知ることによって、自らの成り立ちを明らかにしたい」という、人類が持つ根源的な望みも込められています。20世紀後半に確立された「ビッグバン宇宙論」をはじめとする最新の宇宙観は、宇宙史における地球、地球史における生命、生命史における人間へとつながる物質進化のダイナミズムを統一的に描くことを可能とする科学的基盤を成立させました。さらに今世紀になると、太陽系外の惑星やそこに生息する生命の存在をも探ってゆく時代となりました。国立天文台は、そのような未知の宇宙のさまざまな現象を観測し研究を深めることによって、人類の知的基
盤を豊かなものとし、宇宙と生命、そして私たちを一体としてとらえる新たな“自然観創成”の役割を果たしたいと考えています。その実現に挑む国立天文台のプロジェクトの数々をご紹介しましょう。

（表紙）アルマ望遠鏡と大マゼラン雲と南天の星空（Credit: ESO/Y. Beletsky）（裏表紙）すばる望遠鏡と北の空に輝く星たち（Photo by Dr. Hideaki Fujiwara - Subaru Telescope, NAOJ.）●編集制作：平松正顕（制作統括） 高田裕行・久保麻紀（天文情報センター出版室）●発行：国立天文台 ©2021 NAOJ

03

Subaru Telescope
す

ば

る

望

遠

鏡

宇宙を広く深く見渡す目

すばる望遠鏡はハワイ島マウナケア山頂域に設置された
国立天文台の光学赤外線望遠鏡で、世界最大級の口径8.2メートルを誇ります。その能力を極限まで引き出し
星空を広く深く見渡す目で宇宙の構造の起源に迫ります。

04

ハワイ島マウナケア、月夜の雲海に浮かぶすばる望遠鏡ドームのシルエット。（画像：藤原英明／国立天文台ハワイ観測所）

05

月の光に照らされるすばる望遠鏡。望遠鏡上部中央（主焦点）には、長さ3 m・重さ3トンにも及ぶ巨大なデジタルカメラ「超広視野主焦点カメラ（Hyper Suprime-Cam ／ハイパー・シュプリー
ム・カム：HSC）」が取り付けられています。1平方度以上の広視野が得られる主焦点にカメラが取り付けられるのは世界に数ある
8〜10 m 級望遠鏡の中でもすばる望遠鏡だけで、8.2 m の主鏡による大集光力・シャープな結像性能と HSC による超広視野の組
み合わせは、すばる望遠鏡を唯一無二の存在にしています。HSCの視野は満月9個分の大きさに相当し、膨大な数の銀河を撮影することによって正体不明の物質ダークマターの謎に迫ろうとして
います。

06

すばるが挑むサイエンス 01

すばる望遠鏡・超広視野主焦点カメラで撮影した深宇宙の一角。銀河を飛び出した光は、ダークマターの重力によってわずかに進行方向が曲げられるため、銀河の形がゆがんで見えます。その形のゆがみをすばる
望遠鏡で測定し、見えないダークマターの分布を明らかにします。画像内の等高線
は、こうして明らかになったダークマターの分布を表しています。

Subaru

宇宙に満ちる

ダークマター・ダークエネルギーの謎に迫る
宇宙には正体不明の「ダークマター（暗黒物質）」がを精密に測定することで、ダークマターの3次元的な分満ちており、また未知の「ダークエネルギー（暗黒エ布を明らかにします。また、2,400個の天体を一度に分

ネルギー）」によって宇宙は加速的に膨張しています。

光できる超広視野多天体分

重力によって物質を集め天体を作るダークマターと宇光器で多数の銀河の距離を宙を膨張させるダークエネルギーは表裏一体の関係に

精度良く測定し、ダークマ

あり、宇宙の成り立ちを理解するにはダークマター・

ターの3次元分布を高い精

ダークエネルギーの性質を知る必要があります。

度で求めます。さらに、銀そのためのひとつの方法は、重力を使うことです。

河とダークマターの3次元

重力によって光が曲がる現象（重力レンズ）を利用し分布を理論的な構造形成・て、ダークマターの分布を知ることができます。この宇宙膨張モデルと比較す

すばる望遠鏡・超広視野主焦点カメラ

観測に、すばる望遠鏡の超広視野観測能力が威力を発ることで、ダークマターと団の重力によって、より遠方にある銀揮します。8億7千万画素を誇る超広視野主焦点カメラ

ダークエネルギーの性質を河からの光が曲げられ、銀河の像が細を使って膨大な数の銀河を撮影し、銀河の形のゆがみ

明らかにしていきます。

ばる望遠鏡・超広視野主焦点カメラ）。

で捉えた銀河団エイベル1689。銀河

長く引き伸ばされています（撮影：す07

すばる望遠鏡
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★01 すばる望遠鏡が撮像した星形成領域 S106 IRS4 ★02
すばる望遠鏡の本体 ★03 130億光年かなたに発見された
銀河 IOK-1（拡大図中央の赤い天体）★04 マウナケアの雪景色（右がすばる望遠鏡ドーム）★05 HR8799星を回
★11

★12

る3つの惑星（赤い円内）★06 コントロールルーム ★07
スターバースト銀河 M82 ★08 ヒロ湾から望む雪のマウ
ナケア（撮影 : 藤原英明 -Subaru Telescope, NAOJ.）★09
中間赤外線でとらえた木星の成層圏（Credit: 国立天文台／ NASAJPL-Caltech）★10 若い恒星ぎょしゃ座 AB 星の原始惑星系円盤 ★11 M31（アンドロメダ銀河）のクロー
ズアップ画像 ★12 すばる望遠鏡・超広視野主焦点カメラの補正レンズ ★13 補償光学装置用の人工の星を作るレーザ ー 照 射 時 の す ば る 望 遠 鏡 ド ー ム（ 撮 影 :Dr.Sebastian
Egner-Subaru Telescope, NAOJ.）★14 銀河の集団「ステファンの5つ子」★13●すばる望遠鏡は、ハワイ島マウナケアの標高4,139 m の場所に設置されていま

08

★14

と）から20年以上にわたる共同利用によって、すばる望遠鏡は日本の天文学を強す。快晴の日が多く、貿易風と熱帯逆転層の影響で気流が安定していることも力に牽引してきました。2020年末時点での総論文数2,295本、博士論文156本といあって、天文学観測には世界で最も適した場所のひとつです。マウナケアには世う数値が、日本の天文学への貢献の大きさを物語ります。また教科書や様々なメ界11か国が運用する13の望遠鏡が設置されており、最先端観測天文学の一大集積

ディアにたびたび登場し、日本の科学研究の一つのシンボルとして、社会にも広地といえます。1999年のファーストライト（望遠鏡に初めて天体の光を入れるこく受け入れられています。

Subaru

すばるが挑むサイエンス 02

銀河の誕生と進化の謎に挑む
超広視野かつ高感度で宇宙の広い範す。可視光より波長の長い赤外線を観囲を見渡すことが得意なすばる望遠鏡

測すれば、より遠くの天体を見ること

は、これまで多数の超遠方天体を発見が可能になります。現在、すばる望遠

してきました。より多くの超遠方天体鏡に搭載する広視野高解像赤外線観測を発見し宇宙初期の銀河の様子を探る

装置の検討が進められており、これにすばる望遠鏡・超広視野主焦点カメラでため、現在、超広視野主焦点カメラを

よって宇宙最初期の生まれたばかりの始銀河団 z66OD。画像のなかで、原始銀使った大規模探査観測が進行中です。

銀河を多数発見することが期待されて河団のメンバー銀河を四角で囲って強調表示しています。この銀河団までの距離

さらに、開発中の超広視野多天体分光

います。発見された天体をアルマ望遠

は129.7億光年です。すばる望遠鏡が誇器を用いて、発見された個々の銀河の鏡や現在建設中の30 m 望遠鏡 TMT で分性質や距離などを精密に調べ、銀河の光観測することで、初代銀河を構成す

進化の謎を解き明かします。

る星の誕生時期や誕生した星が周囲の遠い宇宙からやってくる光は、宇宙の膨張によって波長が引き伸ばされま

環境に与える影響を明らかにし、銀河発見された、観測史上最も遠方にある原る超広視野観測性能は、どこにあるかわからない未知の遠方天体の探索にたいへん有効です。超広視野主焦点カメラの能力は現在、他の追随を許さないものであり、深宇宙を探る装置としてのすばる望
遠鏡の役割は世界の天文学に極めて重要なものになっています。

誕生の謎に迫ります。

多彩な新型観測装置でスーパーすばるにパワーアップ！
Subaru

すばるが挑むサイエンス 03

地球型の太陽系外惑星を見つけ出す
今や、太陽系外に発見された惑星の星である地球型惑星を直接撮影するこ

数は4,000個を超えます。すばる望遠鏡とは、8 m 級の望遠鏡では困難です。

は、こうした太陽系外惑星の観測にもしかし、惑星の公転運動によって中心力を発揮してきました。中心の星（恒の星がふらつくことを利用し、超高精星）の光をマスクで隠し、周囲の暗い度の分光観測によって星のふらつきを天体の姿を浮かび上がらせる「コロナ測定することで小さな惑星を発見するグラフ」という装置を用いて、太陽系ことができます。すばる望遠鏡ではこ

外惑星の観測に挑んでいます。すばるの観測が可能な近赤外超精密視線速度

望遠鏡はその高い感度を活かし、2013

観測装置を搭載し、地球型惑星の探査

年にはそれまでで最も暗い惑星の直接を進めています。発見された地球型系

撮影にも成功しました。

外惑星の大気成分を30 m 望遠鏡 TMT に

太陽系外惑星の中でも今注目されてよって分析し、生命の兆候の有無を調いるのは、地球と同じような大きさをべることで、宇宙生物学を展開するこ持つ地球型惑星です。比較的小さな惑

とができます。（25ページ参照）

超 広 視 野 多 天 体 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。直径
1.3度の超広視野の中にある天体を一度に最大2,400個も分光観測することができます［画像は、すばる望遠鏡のドーム内に敷設された分光器の1台目（上）と、望遠
鏡カセグレン焦点に搭載されたメトロロジ
カメラ（下）（PFSプロジェクト提供）］。

すばる望遠鏡で発見された、太陽系外惑
星 GJ 504b（右上の点）。明るい中心星の光を人工的に隠していますが、わずかに漏れ出た光が星のまわりに広がっています。GJ 504b の質量は木星の3〜5倍で、観測史上最も暗く温度の低い惑星です。

09

ALMA

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
ア ル マ 望 遠 鏡

惑星系の誕生を捉える電波の目

10アルマ望遠鏡は、国立天文台と米欧他の国際協力でチリ・アタカマ高地に設置された世界最高性能の電波望遠鏡。66台のアンテナを組み合わせてひとつの巨大な電波望遠鏡を構成し、光では見ることのできない宇宙を電波観測で明らかにします。

標高5,000 m の乾いたアタカマ高地で観測するアルマ望遠鏡。アルマ望
遠鏡は、複数のパラボラアンテナをつなげてひとつの巨大な電波望遠
鏡にする、「電波干渉計」という仕組みを用いています。66台のアンテナを最大で16 km の範囲に展開することで、直径16 km の電波望遠鏡と同じ解像度が得られます。これは東京の山手線とほぼ同じサイズで、得られる解像度は人間の視力にして6,000。大阪に落ちている一円玉の大きさを東京から見分けられるほどの視力に相当します。この圧倒的な解像度で、惑星誕生の現場を、鮮明に写し出すことができるのです。
［画像：Clem & Adri Bacri-Normier (wingsforscience.com) ／ ESO］

11

たくさんのパラボラアンテナからなるアルマ望遠鏡。砂漠の強い日射や温度変化を受けても性能が保てるよう、各国の技術の粋を集めて開発されました。

12

アルマが挑むサイエンス 01

アルマ望遠鏡が撮影した、年齢100万歳未
満の若い星おうし座 HL 星を取り巻く塵の円盤。この星のまわりには、幾重にも塵のリングが取り巻いています。その暗い隙間
では、電波を発する塵が少ないと考えられます。そこにはもう惑星ができていて、その重力によって塵が掃き寄せられて隙間ができている、と考える研究者もいます。
Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

星と惑星誕生の謎に迫る

ALMA

夜空の中には、生まれたての星や成長途中の惑星が惑星誕生の現場、原始惑星系円盤です。アルマが潜んでいます。こうした星や惑星の材料となるの望遠鏡の高い解像度によって、原始惑星系円盤にはは、星々の間にただよう淡いガスや塵の雲です。こリング構造を持つもののの雲が次第に濃く集まり、その中心部で星や惑星が他、渦巻きや三日月の形

生まれるのです。生まれたばかりの星たちは、そのに塵が分布しているもの

母体となった雲の中に隠れていて、目に見える光もあることが分かってき（可視光）では観測することができません。しかしました。 惑星 誕 生 現 場

電波は、ガスや塵の雲を通り抜けてやってきます。

を克明に描き出すこと

アルマ望遠鏡はこの微弱な電波を捉え、星や惑星誕

で、私たちの太陽系や生の謎に迫ろうとしています。

宇宙にある様々な惑星

年齢数10万歳〜1,000万歳ほどの若い星のまわりには、ガスや塵が円盤を作って回っています。これ系の誕生のしくみに迫
りつつあります。

アルマ望遠鏡で撮影された若い星 Elias
2-27の 渦 巻 き 形 の 原 始 惑 星 系 円 盤。
Credit: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF);
ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

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アルマ望遠鏡
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★01 アルマ望遠鏡が撮影した太陽黒点 ★02 アルマ望遠
鏡運用に関する三者協定の署名式 ★03 アルマ望遠鏡モリ
タアレイ ★04 アルマ望遠鏡が撮影したポンプ座 U 星のま
わりのガス ★05 渦巻銀河 M77の中央部 ★06 コントロー
ルルーム ★07 山頂施設に運ばれていくアルマ望遠鏡7 mアンテナ ★08 アルマ望遠鏡が観測したエウロパの表面★09 うみへび座 TW 星の塵円盤 ★10 ビクーニャ ★11 アルマ望遠鏡がとらえた20の惑星系誕生現場 ★12 銀河団
RX J1347.5-1145のスニヤエフ・ゼルドビッチ効果 ★13★12

渦巻銀河 M74
Credit: ★04 ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/F.Kerschbaum ★05 ALMA
(ESO/NAOJ/NRAO), Imanishi et al., NASA/ESA Hubble Space
Telescope and A.van der Hoeven★ 08 ALMA (ESO/NAOJ/

NRAO), S. Trumbo et al.; NRAO/AUI NSF, S. Dagnello; NASA/
ESA Hubble Space Telescope★ 09 S. Andrews (Harvard-

Smithsonian CfA), ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) ★11 ALMA (ESO/
NAOJ/NRAO), S. Andrews et al.; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello★12 ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Kitayama et al., NASA/ESA
Hubble Space Telescope ★13 NRAO/AUI/NSF, B. Saxton: ALMA
(ESO/NAOJ/NRAO); NASA/Hubble ● Credit 表記のないものはす

★11

14

★13

べて ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)●アルマ望遠鏡が置かれているのは、チリ北部のアタカマ砂漠。世界で最も乾燥展開する広い台地も必要です。日本の研究者は、1990年代初頭から欧米の研究者している場所のひとつといわれるアタカマ砂漠の、さらに標高5,000 m という環といっしょに巨大電波望遠鏡の建設適地を探し回り、現在アルマ望遠鏡が立つ地

境の厳しい場所にアルマ望遠鏡は建設されました。アルマ望遠鏡がキャッチするを見出しました。現在、日本と台湾、韓国からなる東アジア、アメリカとカナダ

電波（波長が1 mm 前後の「ミリ波・サブミリ波」）は水蒸気に吸収されやすいたからなる北米、そして欧州南天天文台加盟国と建設地のチリ、あわせて22の国とめ、観測するには極めて乾燥した場所が必要でした。さらに、66台のアンテナを地域が手を取り合ってアルマ望遠鏡を運用しています。

ALMA

アルマが挑むサイエンス 02

生命の起源に繋がる物質を宇宙に探す
アルマ望遠鏡は、宇宙に漂うさまざ子を発見しました。さらに、原始惑星系

まな物質が放つ電波を捉えることがで円盤の中で、アルコール分子がどのようきます。特に研究者が注目しているのに分布しているかも明らかにしました。

が、生命の起源にもつながる有機分子

若い星のまわりで惑星ができるまでの数です。若い星のまわりの惑星が作られ千万年の間に化学反応が進展すれば、どる現場には、どのような分子が分布しれくらい複雑な分子まで作られるのでているのでしょうか。生命の種になりしょうか。もっとも身近な惑星系である

うる有機分子は、そこに存在するので太陽系での「はやぶさ2」などによる探しょうか。

査結果との比較を通じて、アルマ望遠鏡

アルマ望遠鏡は、生まれたばかりの星のまわりで複雑な有機分子や糖類分

惑星系円盤を観測し、メタノールやアセトアルデヒドなど様々な有機分子を発見しました。惑星誕生現場における有機分子の研究は、生命の起源に迫る手がかりを与えてくれます。

は宇宙における生命の材料物質の進化に迫ろうとしています。

22の国と地域が協力する唯一無二のアルマ望遠鏡が宇宙観を一新！

アルマが挑むサイエンス 03

アルマ望遠鏡は、若い星を取り巻く原始国立天文台が開発したアルマ望遠鏡の受信機。左から、バンド4（ミリ波、受信周波数 125〜163 GHz）・バンド8（サブミリ波、385〜500 GHz）・バンド10（テラヘルツ波、787〜950 GHz）。★01

ALMA

宇宙誕生初期における形成直後の銀河を探る
私たちは数千億の星が集まった天のまり最古のものでした（2018年の研究

川銀河に住んでおり、同じような銀河

発表当時）。酸素はビッグバン直後にはは宇宙に数千億個以上もあります。銀宇宙に存在せず、星の中の核融合反応

河は、いつ頃どのように生まれ、どので作られ星の死によって宇宙にまき散ように成長してきたのでしょうか。こらされたものです。つまり酸素の検出の謎に答えるためには、100億年以上は、それ以前にたくさんの星が生まれ、昔、つまり100億光年以上彼方のはるか死んでいったことを示しています。今遠方の宇宙を調べる必要があります。

回の発見から、この銀河では宇宙誕生

ア ル マ 望 遠 鏡 は、 地 球 か ら132億8

後およそ2億5千万年ごろから活発に星千万光年の距離にある銀河 MACS1149-が作られ始めたことがわかりました。

JD1に酸素を検出しました。酸素が検出

宇宙初期の銀河誕生の時代に切り込むされた銀河としては観測史上最遠、つことができた、大きな成果です。

★01：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)★02：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NASA/ESA Hubble Space Telescope, W. Zheng (JHU), M. Postman (STScI), the CLASH Team, Hashimoto et al.

初期宇宙、つまり超遠方の銀河から届く
光は、宇宙の膨張によってその波長が引き伸ばされます。銀河 MACS1149-JD1に含まれている酸素が放ったのは赤外線でしたが、地球に届くまでの間に波長が伸び、電波となってアルマ望遠鏡に捉えられました。その波長の伸び方から、天体までの距離を正確に測定することができます。★02

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TMT
30

(Thirty Meter Telescope)

メ ー ト ル 望 遠 鏡

太陽系外の生命の星を見究める目

TMT（Thirty Meter Telescope）は、日本と米国・カナダ・中国・インドの5か国が協力して、ハワイ島マウナケア山頂域に建設予定の光学赤外線望遠鏡です。直径30メートルの主鏡により、可視光赤外線域では人類未踏の高解像度と高感度を実現し、生命の存在する太陽系外惑星を探ります。

マウナケアに建つ TMT の完成予想図。直径30 m の鏡で、すばる望遠鏡の10倍以上も多くの光を集め、赤外線の観測では補償光学を用いてハッブル宇宙望遠鏡を10倍以上も上回る解像度を得ることができます。

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TMT の完成予想 CG。ドームを半分にカットして望遠鏡本体を見やすくしています。口径30 m の主鏡は、六角形をした492枚の分割鏡を組み合わせることによって構成されます。望遠鏡本体の重量は2,600トンです（Credit: M3 Engineering）。

TMTが挑むサイエンス 01
日本で製作された主鏡分割鏡の試作品。六角形状が特徴的です。日本では2013年に主鏡材の量産、2015年に研磨を開始しました。実際に鏡にする際には、表面に銀のコーティングを施します。

TMT
地球に似た環境の惑星を探し、生命の兆候に迫る
宇宙には惑星系が次々と発見され、太陽系に似た反射した光を分光観測することが可能になります。

惑星系や地球型の惑星も見つかりつつあります。TMT

また、地球から見た時に惑星が中心星の前を横切

は、従来の8 m 級望遠鏡のおよそ10倍という大集光力るような軌道を持っている場合、惑星の大気を通りを活かして、これまで実現できなかった太陽系外惑星

抜けてくる中心星の光を分光観測することができまの観測に挑みます。大きな目標は、生命の存在可能性

す。こうした観測によって TMT は、地球上にあるがある領域（ハビタブルゾーン）に地球型惑星を発見し、のと同様の植物が惑星表面に存在した場合に見える

そこに生命が存在する証拠をとらえることです。地球

特徴的な色や、植物による光合成によって作られる型惑星は小さく暗いため、従来の望遠鏡では直接撮影

酸素やオゾン、さらには生物由来の有機分子を検出できていませんでした。高い解像力と感度を持つTMTする能力を備え、人類が未だ知らない宇宙におけるによって初めて地球型惑星を直接撮影し、惑星表面で生命の普遍性に迫ります。

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TMT

TMTが挑むサイエンス 02

宇宙に誕生した「最初の天体」の姿を解き明かす

宇宙で最初の星の誕生を描いたコンピュータシミュレーション画像。これを捉えることが TMT の大きな目標のひとつです。
提供：吉田直紀

宇宙で最初の星と銀河がいつ、どのよ

宇宙最初の星たちは非常に明るく輝

うに誕生したのか。それを明らかにする

き、一生を終える際の超新星爆発で水素ことが現代天文学の大きな課題のひとつやヘリウムより重い元素を周囲にまき散です。アルマ望遠鏡などによるこれまでらし、その後の宇宙の進化に大きく影響の研究から、宇宙誕生後2〜3億年ごろを与えたと考えられます。TMT は初代に生まれた最初の星たちの痕跡が見つ

星たちの光を捉え、こうした星たちが作

かっていますが、実際にそれらの光を捉られた時期を直接特定するとともに、初えることはできていません。TMT は、

代星たちの光や超新星爆発が、その後の

その30 m という圧倒的な大口径がもた銀河形成と宇宙の進化にどのような影響

らす高い感度により、宇宙で最初に輝いを及ぼしたのかを明らかにします。

た星たちの光を捉えることを目指します。

日本が製造を分担する主鏡分割鏡材には、熱膨張率がほぼゼロの特殊なガラスを使い、2021年3月時点で356枚が製造されています。
Credit: NAOJ/OHARA

M31の中心部を TMT で観測した場合のシ

ミュレーション（上）をハッブル宇宙望
遠鏡で観測した場合（下）と比較したもの。TMT は、ハッブル宇宙望遠鏡を10倍以上も上回る解像度を実現します。
Credit: T. Do/Dunlap Institutes/IRIS

30メートルの巨大な目 ＴＭＴが、宇宙の根源的な謎に挑む

ダークエネルギーによる宇宙膨張の変化を直接捉える
宇宙の膨張速度は、重力によって徐々化しているかを調べ、ダークエネルギーに減速すると思われていましたが、ハッの性質を理解する必要があります。さブル宇宙望遠鏡やすばる望遠鏡などのまざまな距離にある遠方の銀河の赤方観測により、現在の宇宙は加速膨脹し偏移を測り、それが、例えば10年後のていることが次第にはっきりしてきま

観測でどれだけ変化するかを測定できした。ダークエネルギーは、この加速れば、宇宙の膨張がどの時代にどの程膨張を説明するために考えられた「反発す度加速しているか、あるいは減速してる力」の効果をもつエネルギーですが、いるかを直接知ることができます。そその正体は分かっておらず、現代物理のような高精度の観測は、高い集光力

学における最大の謎のひとつとなってと感度をもつ TMT によって初めて実現います。

の可能性が出てくるもので、ダークエ

ダークエネルギーの謎に迫るには、宇宙膨張が時間とともにどのように変

20

TMT

TMTが挑むサイエンス 03

ネルギーの性質を知る手がかりを得られると期待されています。

ＴＭＴの建設計画
口径30 m の巨大望遠鏡をハワイ島に建設する TMT 計画には、日本、米国、カナダ、中国、インドの5か国が参加しています。2014

すばる望遠鏡

年に建設を担う TMT 国際天文台を設立し、各国の分担を決めました。日本は国立天文台が実施機関となり、望遠鏡本体構造の設計と製作、主鏡用鏡材すべて（交換用と合わせて分割鏡574枚分）の製作と、その一部（175枚）の研磨という望遠鏡建設の重要な部分を担うほか、赤外線で最高の解像度・感度を達成する装置を国際協力で製作しています。また国内外の大学・研究機関と協力して、多彩な観測性能をもつ装置の設計・開発も進めています。

ハワイ島マウナケア山頂域の TMT（完成予想図）とすばる望遠鏡ほか大型望遠鏡群
マウナケア山頂域は天候が安定しシャープな画像が得られることから、世界各国の数
多くの大型望遠鏡が立ち並んでいます。TMT はすばる望遠鏡から1 km ほどはなれた場
所（標高4,012 m）に建設される予定で、他の超大型望遠鏡建設予定地に比べて標高が1,000 m 以上高いことなどにより、特に赤外線での観測条件が抜きんでています。

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すばる・アルマ・TMT の連携観測①宇宙に生命を探す
「すばる」
「アルマ」
●続々と発見される太陽系外惑星とその誕生 天文学の最大の目標です。
現場である原始惑星系円盤。これらを詳細に 「TMT」の連携は、この「生命探し」の最適観測し、宇宙に生命を発見することが21世紀 な探査システムを構成します。
生命を育む
系外惑星をキャッチ

すばる望遠鏡

すばる望遠鏡は、惑星が公転することで中心の星がふらつく様子を高精度分光観測で捉え、地球と同じくらいの重さの太陽系外惑星を探します。
惑星の公転運動に伴って中心星もわずかに移動します。この時、地球から近づいたり遠ざかったりする運動が引き起こす光のドップラー効果を分光観測によって検出して、惑星を間接的に発見します。

生命を創る
有機分子をキャッチ

アルマ望遠鏡

アルマ望遠鏡は、その高空間解像度と高感度を駆使して、生命のゆりかごとしての惑星の形成現場、そして生命の材料となる有機分子の観測に力を注いでいます。
アルマ望遠鏡が撮影した、若い星うみへび座 TW 星を取り巻
く原始惑星系円盤。中心星の近くには、地球軌道と同程度の半径を持つ隙間（拡大画像）も捉えられました。アルマ望遠
鏡はこのような惑星系誕生現場で、有機分子からの電波をキャッチします。★01

生命の兆候をキャッチ

TMT

TMT では、すばる望遠鏡で見つかった惑星系をター
ゲットに、反射光および透過光の超高精度分光観測を行って惑星の大気を詳細に調べ、生命の兆候の発見に挑みます。さらに、アルマ望遠鏡による惑星誕
生現場での生命の材料物質の知見と組み合わせることで、生命の起源に迫ります。
系外惑星の大気の分光観測から酸素や有機物が見つかれば、生命が存在する可能性が高まります。左図は透過光観測のイ
メージ。
Credit: ★01 S. Andrews (Harvard-Smithsonian CfA) , ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) ★02 ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NASA/ESA Hubble Space Telescope, W. Zheng (JHU), M. Postman (STScI), the CLASH Team, Hashimoto et al.

❸宇宙に満ちるダークマター・ダークエネルギーの観測に挑む
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●ここまで国立天文台のおもな観測装置「すばる」「アルマ」「TMT（建設中）」の概要を紹介してきました。3つの望遠鏡は、それぞれの観測分野で世界最高の性能を誇りますが、さらにこの3つが、その長所を十二分に発揮しあい、巧みに役割分担をしながら、密接に連携して共通の観測テーマや科学目標にその力を結集したとき、現代天文学の課題のみならず、私たちの宇宙観や自然観を大きく変革するような歴史的な発見につながる可能性も高まります。国立天文台はそのような長期的視点から
3つの望遠鏡の有機的かつ効率的な整備・運用を行っていきます。ここでは具体的に3つの連携テーマを見てみましょう。

②宇宙の一番星を探す
めることです。この「宇宙の一番星探し」も
「す
ばる」
「アルマ」
「TMT」の連携観測のメインター
ゲットです。

●宇宙の構造と進化を研究する上で現代天文学の最大の課題のひとつが、超遠方にある宇宙で最初に生まれた星（天体）の正体を突き止
超遠方天体を効率よく探す

すばる望遠鏡は、超広視野主焦点カメラを使ったサーベイ観測によって、超遠方の天体を探し出し、アルマ望遠鏡や TMT による詳細な観測への橋渡しをします。
すばる望遠鏡の超広視野主焦点カメラで撮像された遠方宇
宙の無数の銀河。鮮明な画像によりその分布や形状を捉え、さらに現在開発中の超広視野多天体分光器により正確な距
離を得ることができます。

超遠方天体の化学組成を探る
アルマ望遠鏡は、すばる望遠鏡が発見した超遠方天体候補を高感度で観測し、そこに含まれる原子が放つ電波を捉えることで化学組成を明らかにします。これを手がかりに、宇宙最初期の銀河の進化に迫ります。
アルマ望遠鏡が観測した銀河 MACS1149-JD1の酸素の存在を示す擬似カラー画像（緑のイメージ）。132億8000万光年の距離にある銀河です。★02★03

宇宙の最初の星を見つける
TMT は、すばる望遠鏡が撮影した超遠方天体候
補を高感度分光観測し、宇宙の最初の星々に特有のヘリウム原子などが出す光を検出し、初代
星の誕生時期とその性質を明らかにします。
宇宙で最初の星の誕生のようすを示したコンピュータシミュ
レーション画像。宇宙最初の星の理論研究の成果を観測で検証することも重要なテーマです。★04★03 ESO/B. Tafreshi (twanight.org) ★04 吉田直紀

●ダークマターとダークエネルギーは、宇宙の加速膨張と天体形成を担う重要な役割を果たすにもかかわらず、その正体はまったくの謎です。すばる望遠鏡は、超広視野撮影による重力レン
ズ現象の観測をもとにダークマターの広域3次元分布を解き明かします。一方でアルマ望遠鏡は、高解像度を活かして個々の銀河の回転速度を測り、銀河内のダークマターの分布を明らかにします。これらを合わせることで、数万光年から数十億光年にわたる幅広いスケールでダークマターの性質をつかみます。
ダークエネルギーについては、すばる望遠鏡により解明されつつあるダークマターの分布を調べることで、宇宙膨張にダークエネルギーが果たした役割を明らかにします。一方、TMTは10年ほどの間隔をおいて遠方天体を分光観測し、銀河間ガスによる光の吸収の変化から宇宙膨張の変化を直接とらえることで、ダークエネルギーの性質について直接の手がかりを得ます。

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科学研究部
国立天文台は、すばる望遠鏡やアルマ望遠鏡、TMTなど最先端の観測装置を運用するだけでなく、これらを活用した天文学の研究も推進しています。国立天文台科学研究部は、その強力なエンジンです。

国立天文台科学研究部は、2019年4月

な天文学の現状を改善します。その一例とに設立された新しい研究組織です。科学

して、すばる望遠鏡やアルマ望遠鏡といっ研究部は他のどのプロジェクトからも独た国立天文台の大型観測装置とスーパーコ

立した研究組織であり、科学研究部に所

ンピュータによるシミュレーション研究の属する研究者は観測装置の開発や望遠鏡

有機的な融合を図っていきます。天文学に運用を担当せず、天文学研究に集中する関する幅広い展望をもとに国立天文台の将ことができます。

来計画の策定に寄与すること、大学院教育科学研究部は、理論研究と観測研究のを含む若手研究者を育成することも重要な

融 合、 多 波 長 天 文 学、 マ ル チ メ ッ セ ン

ミッションです。これらにより、科学研究部が国内外を問わず新進の研究者を惹きつ

ジャー天文学といったキーワードのもとで研究者の自由な発想に基づく研究を行い、観測波長や研究手段で分断されがち

科学研究部の目指す様々な手法を用いた総合的な天文学のイメージ。

け、国立天文台が世界の天文学研究のハブとなることを目指します。

理論的研究と観測研究の融合の例

金やレアメタルの起源を宇宙に探る

原始惑星系円盤の構成物質の解明

Credit:田中雅臣
Credit: Kataoka etal. (2015) ApJ 809.

金やレアメタルが宇宙でどのように作られるのかは謎でしたが、「中性子星合体」と呼ばれる天体現象で作られることが分かりました。中性子星とは、太陽の約10倍以上重い星が一生を終えて超新星爆発を起こした後に残される天体です。連星系を成すふたつの中性子星が合体することで起きる爆発現象（上）と、そこで元素が合成された場合の光度変化を理論研究とスーパーコンピュータ「アテルイ」によるシミュレーションで予言しました。これと、すばる望遠鏡などによって観測された光度変化を比較すること（下グラフ）で、レアメタルなどの元素が実際に作り出された証拠を得ることができました。

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Credit: ALMA (ESO/
NAOJ/NRAO),
Kataoka et al.

理論的研究によって導き出された原始惑星系円盤からの偏光した電波放射（上、黒い線が偏光の向き、画像の色は全電波強度に対する偏光した電波の強度比）と、アルマ望遠鏡で観測した若い星 HD142527の原始惑星系円盤
における偏光した電波放射（下、白い線が偏光の向き、
画像の色は偏光した電波の強度）。理論モデルと観測で得られた偏光の向きを比較することで、惑星の材料となる塵の粒の大きさなどの情報を引き出すことができます。

「マルチメッセンジャー天文学」への挑戦
すばる望遠鏡やアルマ望遠鏡で可視光や赤外線、電波といった電磁波を捉えるだけでなく、重力波なども観測して宇宙の多面的な姿を明らかにする「マルチメッセンジャー天文学」が始まっています。

20世紀前半まで、人類が天体を調べる手段はほぼ可視力波望遠鏡 LIGO により、史上初めて中性子星どうしの光に限られていました。20世紀後半に入って、天体から合体現象からの重力波が観測されました。その光学観測の電波や X 線、赤外線や紫外線が捉えられるようになりがすばる望遠鏡等により行われ、アテルイのシミュレー「多波長天文学」が天体現象の解明に大いに力を発揮しまション予測との比較によって、プラチナなどのレアメタした。光学赤外線望遠鏡の「すばる」と電波望遠鏡の「アルや金の起源が初めて明らかとなり、「マルチメッセン

ルマ」との連携観測などはその一例です。

ジャー天文学」の扉が開かれました。今後、大型低温重そして現代では、電磁波以外のニュートリノや重力波
による天体の情報が加わりました。2017年、米国の重力波望遠鏡 KAGRA が加わり、「マルチメッセンジャー天文学」のさらなる飛躍が期待されます。

大型低温重力波望遠鏡 KAGRA の干渉計を構成する
真空ダクト（右）。KAGRA の心臓部にあたる大型鏡

今回観測された重力波源 GW170817の電磁波対応天体（撮影：すばる望遠鏡

懸架装置は国立天文台で開発されました。赤い色の超広視野主焦点カメラ）と中性子星の合体にともなう重力波発生のイメージ保護剤で覆われているのが鏡です（央中）
。

（右上）。

アストロバイオロジーセンターとの連携
国立天文台が所属する自然科学研究機構に新しい研究組織としてアストロバイオロジーセンター（Astrobiology Center : ABC）が設立され、密接な研究連携が進んでいます。

アストロバイオロジーセンターは、太陽系外惑星や、宇酸素発生型の光合成生命の例（マリモ）。

宙に存在するかもしれない生物についての学際的研究を推

生命居住可能な領域（ハビタブルゾーン）

進するために2015年に設立されました。生命科学と天文した場合、惑星大気にどのような影響を与にある系外惑星に光を利用する生物が存在

学の研究所を擁する自然科学研究機構ならではのユニークえ、その大気観測で何を検出すれば生命な研究機関です。近年の太陽系外惑星観測の大きな進展をになるのかといった基礎的な研究を進め、の兆候 バイオシグニチャー を捉えたこと
TMT による観測に生かしていきます。

受けて、「宇宙における生命」を科学的に探査し、その謎を解き明かすアストロバイオロジーの研究を専門に行います。アストロバイオロジーセンターでは、天文学や生物学など関連諸分野の融合によりこの新たな学際研究を発展させ、太陽系外の惑星探査や太陽系内外の生命探査、それらの探査のための装置開発を進めています。
「宇宙における

2018年、 ア ス ト ロ バ イ オ ロ ジ ー セ

生命の探査」をこれからの大きな研究テーマに掲げる国立

加して開発した系外惑星探索用の近ンターと国立天文台、他の大学も参天文台とアストロバイオロジーセンターの連携が、今後ま

赤外超精密視線速度観測装置が完成すます重要となっていきます。

観測が開始されました。

し、すばる望遠鏡に取り付けられて

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技術開発
国立天文台は、世界最先端の観測施設や機器を独自に開発する能力を有し、研究の最前線を強力にサポートしています。その例を紹介します。

❶ 光や赤外線を集める大型望遠鏡や電波を集める大型アンテナ

して、 シリコン層を厚くして赤色の感度を大幅に高めた CCD

国立天文台は、野辺山45 m 電波望遠鏡に始まり、すばる
望遠鏡、つづいてアルマ望遠鏡という、世界最高性能の大型望遠鏡・アンテナの開発を進めてきました。その実績を踏まえて、現在、30 m 光学赤外線望遠鏡 TMT の開発を進めています。2,600トンもの大型構造物を1万分の数度以下という高精度で指向させ、数十万分の1度の画像解像度を実現します。

❷ 宇宙から天体を観測するための高精度光学望遠鏡
企業と共同して、太陽観測用としては世界最高の解像度を持つ宇宙望遠鏡を開発し、宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所の「ひので」衛星に搭載されています。回折限界性能を実現するため、不要な太陽光を外部に逃がす仕組み、主鏡支持機構、低膨張材料、衛星の微小なゆれによる画像劣化を防ぐためのチップチルト機
構など、高度な宇宙望遠鏡シ
太陽観測衛星「ひので」度 化 は 重 要です。 企 業と協力

ステム技術を開発しました。

を開 発しました。 それを116個搭 載したすばる望 遠 鏡の 超 広視 野主 焦 点カメラは、 宇 宙のダークマターの 構 造 の 進 化を初めて明らかにしています。
国立天文台は、超伝導素子の開発のために専用のクリーンルーム設備を持ち、世界最先端の性能の超伝導素子を安定に製造しています。ここで、アルマ望遠鏡の最高周波数（約950 GHz）の超伝導受信機を開発しました。このような超伝導素子と受信機システムを開発できるところは世界に数か所しかありません。

❹ 大気の揺らぎを補正する補償光学技術
地球からの天体観測では大気の揺らぎのために画像がぼやけてしまいます。補償光学は、この大気の揺らぎを補正して望遠鏡の解像度を飛躍的に向上させ、宇宙での観測に匹敵する性能を得る技術です。国立天文台は、すばして、解像度を今までの10倍以上に望遠鏡で集めた宇宙からの微弱な光や電波を検出する
高感度検出器の開発を行っています。検出器の感度を4倍にすれば望遠鏡の口径は半分で済むため、検出器の高感

国立天文台の特許技術
天文観測は光や電波を扱う広い範囲の技術を必要とすることから、民生分野への応用が期待できます。このため、今後、国立天文台の獲得した新技術の特許取得に力を入れていきます。特許の取得により、競争の激しい天文学と関連分野における日本のプレゼンスを高めると同時に、特許収入を得ていくことが目標です。

向上することに成功し、系外惑星を発見しました。この技術は、宇宙からの地球観測や、生物を見る顕微鏡へも応用できます。

大気の揺らぎを補償する補償光学の精度の向上と共に、計測工学
や生物分野などへ応用が可能で、顕微鏡等で生じる画像のわずかな揺らぎをも補正し、従来にない鮮明な画像が得られます。

・注目の特許②
光伝送システム及び伝送方法、特許第5291143号（日本・アメリカで特許取得）
低周波からテラヘルツ波までの広い周波数範囲の信号を光ファイバーに載せて長距離伝送するための技術で、信号の乱れが30万年に1秒以下という高い安定性を実現します。

揺らぎでぼやけた星像（上）がシャープに（下）。

電波望遠鏡への貢献を目指して、レーザー光を制御して低周波からテラヘルツの高周波までの光信号を作る技術を開発して
い ま す。 光 と 電 気 を 融 合 す る（2021年7月13日現在）

補償光学系及び光学装置、特許第6394850号（日本・アメリカで特許取得）

補償光学系によって大気❺ フォトニック技術●国立天文台が持つ特許：国内21件、海外11件

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ミリ波受信素子。

る望遠鏡のために補償光学技術を開発❸ 光・電波を検出するセンサー

・注目の特許①

超伝導技術による最高周波数サブ

フォトニック技術を使うことにレーザー光をテラヘルツ周波数の電波に変調するフォトニック技術。従来より1桁安定度が高い性能を実現。

より、テラヘルツ帯においても高安定な基準信号の生成を実現しています。

このように、国立天文台は天文学に使われる様々な技術開発を行っています。また、これらの技術を組み合わせて、観測施設全体としての能力を最適化するようなノウハウも蓄積しています。これは、日本の研究機関では他に例のないものです。

将来計画
国立天文台が今後も世界の天文学を強力にリードし続けることを目指し、日本や世界の研究者コミュニティとともに、天文学の新しい扉を開く次世代の観測装置を構想しています。

2020年代、2030年代の天文学が解き明かそうとする「ASTE プロジェクト」（以上、29・30ページ参照）、「す宇宙の謎は何か。日本の天文学コミュニティは、国際

ばる超広視野多天体分光器プロジェクト」「すばる広視協力で推進される天文学の中でどのような役割を果た

野補償光学プロジェクト」があります。

すべきか。国立天文台は、国内外の天文学コミュニティ

また「検討グループ」は、将来の天文学を担う大型との議論をもとに、世界の天文学を強力に牽引するよ計画の立案および海外の大型計画への参加を検討する

うな次世代計画を立案していきます。

枠組みです。2019年4月に、「ngVLA（Next Generation

確固たる将来計画の礎とするために、国立天文台でVery Large Array）検討グループ」と「SKA1（Square

は「小規模プロジェクト」と「検討グループ」が活動

Kilometer Array 1）検討グループ」のふたつが設立されしています。

ました。ngVLA は、アメリカが構想を進めている大型「小規模プロジェクト」は、既に開発段階に入っていセンチ波干渉計計画です。SKA1は欧州各国などの協力

るプロジェクトで、「JASMINE プロジェクト」「RISEによってオーストラリアと南アフリカに建設が進めら

月惑星探査プロジェクト」「SOLAR-C プロジェクト」

れている大型低周波電波干渉計計画です。

すばる超広視野多天体分光器プロジェクト

すばる広視野補償光学プロジェクト

超広視野多天体分光器に搭載するためにアメリカのジェット推進研究所／カ
リフォルニア工科大学で開発された、光ファイバーを所望の位置に配置する
ためのアクチュエータ。光ファイバー1本1本を天体の位置に正確に合わせる
ことで、多数の天体の光を一度に分光器に取り込むことができます。

すばる望遠鏡に搭載する、新しい分光器を開発するプロジェクトです。すばる望遠鏡が誇る超広視野と大集光力を存分に活かし、直径1.3度という大きな視野の中に存在する最大2,400個の天体の光を一度に分光することができます。この多天体分光器が稼働すれば、現在の可視光分光観測に比べて視野が50倍、同時分光天体数が20倍と圧倒的な性能向上が見込めます。これを使って多数の遠方銀河の光を一度に分光することによって、非常に効率よく銀河までの距離を測定することが可能になります。超広視野多天体分光器は、東京大学カブリ数物連携宇宙研
究機構を中心とした7か国・地域の12機関が共同で開発します。その中で国立天文台は、装置のすばる望遠鏡への設置と運用を中心となって担います。

広視野補償光学では、4本のレーザーを上空に打ち上げて上層大気を光らせ、人工の星（レーザーガイド星）を作ります。それらの光を使って、大気揺らぎを測定・補正します。
（概念図）

すばる望遠鏡が天文学の最先端を走り続けるための大規模な望遠鏡アップグレードプロジェクトです。天空の広い視野にわたって大気揺らぎをリアルタイムで補正する
次世代の補償光学技術を導入することで、かつてない広さ、深さ、そしてハッブル宇宙望遠鏡に匹敵するシャープな観測を実現します。狭い視野で望遠鏡の回折限界を実現する従来の補償光学とは異なり、広視野補償光学ではすばる望遠鏡に可変形副鏡を搭載し、複数のレーザー
ガイド星および波面センサーを用いて、地表に近い大気
層の揺らぎだけを測定し補正を行います。これにより、
最大直径20分角にわたってシャープな視野を実現し、近赤外線で約0.2秒角の星像を実現します。

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幅広い天文学研究を支える
国立天文台の多彩なプロジェクトとセンター
国立天文台では、すばる望遠鏡を運用するハワイ観測所、
アルマ望遠鏡を運用するアルマプロジェクトとチリ観測所、TMT 建設を担うTMTプロジェクトに加え、さまざま
な天文学分野の研究を展開・支援するためのプロジェクトとセンターが設置されています。

重力波プロジェクト

天文シミュレーションプロジェクト

KAGRA の真空ダクト

アテルイⅡ●アインシュタインの一般相対性理論から導かれる重力波を用いた●天文シミュレーションプロジェクトでは、世界最速の天文学専

宇宙の観測は、2015年に2つのブラックホール合体が初検出された用スーパーコンピュータ「アテルイII」（理論演算性能3ペタフロッ

ことで幕を開けました。すでにたくさんの重力波イベントが観測されプス）を中心としたシミュレーション用計算機システムの共同利ており、既存の望遠鏡と連携観測するマルチメッセンジャー天文学

用、シミュレーション技術の研究開発、およびシミュレーションにも注目が集まっています。我々は、東京大学宇宙線研究所や高エによる研究の推進を行っています。望遠鏡では観ることができな

ネルギー加速器研究機構などと共同で日本の新しい重力波望遠鏡

い宇宙を、物理法則にのっとった計算によって描き出すことがシ

KAGRAの開発と運用を行っています。KAGRA が国際重力波観測

ミュレーションの目的です。これまで、惑星、恒星、銀河、宇宙

ネットワークに加わることで、重力波天文学は大きく飛躍できます。

の大規模構造と様々な空間スケールの天体の形成、構造、進化

また、国立天文台三鷹キャンパスに設置されたTAMA300干渉計をについて数多くの成果を挙げてきました。これからもより現実的用いて最先端の重力波観測技術開発を実施しており、世界初の量なシミュレーションを可能にし、それを用いて未解決の宇宙の謎

子光学技術開発に成功するなどの成果もあげています。

に挑んでいきます。

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太陽観測科学プロジェクト

太陽フレア望遠鏡（左）と太陽観測衛星「ひので」（右）SOLAR-Cプロジェクト●太陽観測衛星「ひ●太陽面上空の高温大気、ので」と三鷹フレア

彩 層・コ ロ ナ は、 微 小 な

望遠鏡、野辺山強度

ジェットや波 動といった磁偏波計により、多波

場 に 起 因する動 的な現 象

長で多角的な太陽磁に満ちあふれています。現

気活動の観測データ

在も観測を続けている太陽を取得・蓄積し世界観測衛星「ひので」では到に公開しています。

達できない磁気エネルギー

太陽表面から上層に解放領域の理解を進めるた

わたる3次元的な磁場構造とその時間変化をとらえることで、太陽Solar-C (EUVST) Credit: NAOJ/JAXA

め、2万度の 彩 層からフレ上空にある高温大気の成因となるジェットや波動といった動的なア発生中にコロナに現れる現象とともに、突発的な爆発現象の原因とそれが内部太陽圏に2000万度までの全温度域を同時に観測できる極端紫外線分光望遠鏡

及ぼす影響の研究を進めています。さらに地上・スペースの次世を搭載した次期太陽観測衛星Solar-C (EUVST)を用いて、その発生メ

代太陽観測へ展開するために、先端的技術開発とロケットや気カニズムの解明に挑みます。Solar-C (EUVST) は、2020年代半ばの球を用いた飛翔体実験を実施しています。

打上げを目指して、日本を中心として欧米と共同開発を進めています。

JASMINEプロジェクト

Small-JASMINERISE 月惑星探査プロジェクト● JASMINE（ジャス●太陽系天体の内部構造を調ミン）プロジェクトでべることにより、その進化と起は、JAXA 宇宙科学

源を探ります。JAXAの月探査研究所の公募型小型衛星「かぐや」で、RISE月惑

計画３号機の唯一の星探査プロジェクトは月の形状候補として採択された測定を担当し、月の裏側の正「小型ジャスミンミッ

確な重力場を求め、極域を含ション」の実現を目む地形を明らかにしました。近

指しています。ジャス
ミンは、赤外線による超高精度位置天文観測により、距離2万6千光年に位置する星

年は小惑星探査機「はやぶさレーザ高度計による小惑星リュウグウの形状観測結果（赤点）★

2」で国内外の研究者と共同でレーザ高度計の開発を行い、の距離と運動を測定し、天の川銀河の中心核構造と形成史を解

その運用と科学観測も行いま明すると共に、太陽系等の移動を引き起こす原因となる銀河構造した。将来ミッションでは、欧州の木星系探査機搭載のガニメデの進化の過程も明らかにします。また、星の前を惑星が通過する

レーザ高度計を国際共同で開発しており、さらに日本の火星衛星

際の減光をとらえ、低温星周りの生命居住可能領域にある地球探査計画では測地学サブサイエンスチームを主導しています。

型惑星の探査等も行います。

★画像クレジット：国立天文台、JAXA、千葉工大、会津大、日本大、大阪大

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水沢 VLBI 観測所

天文データセンター● 国 立 天 文台 や 国●水沢 VLBI 観測所の内・国 外 の 観 測 装

VERAは、岩手県奥州市、東京都小笠原村、置によって得られた

鹿児島県薩摩川内市、

天文観測データを収

沖縄県石垣市に設置し集・公開するとともた4台の口径20 m 電波に、天文データ利活
用のための解析環境

望遠鏡を組み合わせ、
直 径 2,300 km の 仮 想

水沢 VERA 局の20 m 電波望遠鏡

的な巨大電波望遠鏡をの共同利用や講習会
天文データ用の計算機群

等、天文データに関構成するプロジェクトです。天体の距離を高い精度で測定するこする総合的な機能をとで、私たちが住む天の川の地図を描き出してきました。また、提供しています。国立天文台ハワイ観測所と共同で、すばる望遠

より広範囲の多くの電波望遠鏡と組み合わせることで性能を向上

鏡超広視野主焦点カメラのデータ解析ソフトウェアの開発とデーできるため、主にアジア地域で国際協力を進めています。韓国の

タ解析・公開を行っている他、すばる望遠鏡やアルマ望遠鏡など

3台の電波望遠鏡 KVNとの連携によるKaVA、さらに中国を含めの観測データを手軽に検索・表示して取り出せる「バーチャル天た東アジア VLBIネットワークを構築しています。

野辺山宇宙電波観測所

45 m 電波望遠鏡

文台」を運用し、データベース天文学の推進に取り組んでいます。

先端技術センター●野辺山宇宙電波●天文学の進歩は

観 測 所 の 45m 電新しい観測手段の波望遠鏡は、日本

開発によってもたらのミリ波天文学をされます。 先 端 技

切り拓いてきた望術 センターは、 電遠鏡です。大口径

波から可 視 光・紫がもたらす高い感

外線まで、地上・宇度を活かして、宇宙を問わず、先端的宙空間にただような天文学の観測装

さまざまな星間分子が放つ電波の観測を行っています。特に、星の誕生領域の分実験室で組立調整中のすばる望遠鏡超広視野主焦点カメラ

置の開発拠点です。
これまで、すばる望子雲（分子ガスでできた雲）の詳細観測、銀河系の中心方向で遠鏡の超広視野主焦点カメラやアルマ望遠鏡の受信機、太陽観の特異な分子雲の探査を重点的に実施してきました。その結果、測衛星「ひので」搭載の可視光望遠鏡とX 線望遠鏡、大型低温

オリオン座の分子雲の進化の様子をまとめたカタログを完成させ

重力波望遠鏡 KAGRA の光学装置などを開発・製作しました。

るなど、成果を挙げています。

30 m 望遠鏡 TMTの焦点面観測装置やアルマ望遠鏡の新型受信機など、次世代観測装置に必須の技術開発にも取り組んでいます。

ASTEプロジェクト

天文情報センター● アタカマ サブミリ波 望 遠 鏡 実 験●天文学の最新の成果をはじめ（ASTE=Atac ama Submillimeter

新天体や暦など種々の天文情報

Telescope Experiment）は、2002年

を発 信するとともに、質問電話にチリ・アタカマ高地（標高4,860 m）

への対応や三鷹キャンパス・石垣に設置された口径10 m のサブミリ波望島天文台の施設公開事業、国際遠鏡です。大口径サブミリ波単一鏡の天文学連合国際普及室の活動を

特徴を生かした広域・広帯域観測や、担っています。天文学関連の社会

アルマ望遠鏡につながるパイロット的教育施設と連携し、天文学に関な観測、先駆的な観測技術の開発・する科学コミュニケーション活動実証のためのプラットフォームとして活の中核ともなっています。観測環

用されてきました。現在は890 GHz 帯

境を守る周波数資源保護活動も受信機によるサブミリ波の最高周波数帯での研究の開拓と、世実施しています。また多くの天文界初のオンチップ型超伝導分光器による遠方銀河の観測的研究

関連図書や稀覯本を擁する図書を進めています。

室による一般向け閲覧サービスも行っています。

10 m サブミリ波望遠鏡

30

50 cm 公開望遠鏡による定例観望会

プロジェクト室

国立天文台の組織
国立天文台が推進する事業は、それぞれ達成目的をもつ
プロジェクトまたはセンターとして位置づけられ、定められた期限内に計画的に業務を遂行することが求められています。国立天文台は、組織のリーダー及び構成員の責任と権限を明確にし、研究開発の透明性と自立性を高めることをめざすとともに、国立天文台全体でリソースの流動化を促し有効活用を進めることも重要な目標としています。

Cプロジェクト
水沢 VLBI 観測所

SKA1検討グループ

Mizusawa VLBI (Very Long Baseline Interferometry) Observatory

野辺山宇宙電波観測所
Nobeyama Radio Observatory

太陽観測科学プロジェクト
Solar Science Observatory

ハワイ観測所

岡山分室

Subaru Telescope

天文シミュレーションプロジェクト
Center for Computational Astrophysics

チリ観測所
NAOJ Chile

アルマプロジェクト

ngVLA 検討グループ

ALMA Project

運営会議

Bプロジェクト台長

重力波プロジェクト

副台長（総務担当）
副台長（財務担当）

神岡分室

Gravitational Wave Science Project

TMT プロジェクト

カリフォルニア事務所

Thirty Meter Telescope (TMT) Project

Aプロジェクト

技術主幹
研究連携主幹
台長特別補佐JASMINEプロジェクト

JASMINE (Japan Astrometry Satellite Mission for INfrared Exploration) Project

RISE月惑星探査プロジェクト

RISE (Research of Interior Structure and Evolution of Solar System Bodies) Project

SOLAR-Cプロジェクト
SOLAR-C Project

3つのプロジェクト群と3センター
国立天文台のプロジェクトは、その役割に応じて3つに大別されます。
● Cプロジェクトは、すでに運用中の7つの主力プロジェクトです。すばる望遠鏡やアルマ望遠鏡、スーパーコンピュータ「アテルイII」、太陽観測衛星「ひので」など、国立天文台の 今の観測と研究を最前線で支えるプロジェクト群です。

● Bプロジェクトは、現在、建設や運用の途上にあるプロジェ
クトで、2室が属します。TMT プロジェクトは、すばる望遠鏡に続く30 m 望遠鏡 TMTの建設を進めています。重力波プロジェ
クトは大型低温重力波望遠鏡 KAGRA（かぐら）を用いて重力波天文学の開拓を目指しています。

● Aプロジェクトは、小規模の開発計画を推進するためのプ
ロジェクト群です。従来から設置されていた「JASMINE プロ
ジェクト」「RISE月惑星探査プロジェクト」「SOLAR-Cプロジェ

ASTEプロジェクト
ASTE Project

すばる超広視野多天体分光器プロジェクト
Subaru Prime Focus Spectrograph (PFS) project

すばる広視野補償光学プロジェクト
Subaru Ground Layer Adaptive Optics (GLAO) project

センター
天文データセンター
Astronomy Data Center

先端技術センター
Advanced Technology Center

天文情報センター
Public Relations Center

科学研究部 Division of Science

連携事業
Collaborative Projects

クト」に、2019年4月より「すばる超広視野多天体分光器プロ
ジェクト」「すばる広視野補償光学プロジェクト」が、2019年
12月より「ASTEプロジェクト」が加わりました。
・国立天文台の将来計画と密接に関連する観測装置計画の検討を進めるために、「検討グループ」が設置されています。現在、「ngVLA 検討グループ」「SKA1検討グループ」が活動しています。
・このほか、国内大学との連携によって推進する事業として、「光
赤外線天文学研究教育ネットワーク事業」「国内 VLBI ネットワー
ク事業」の2つを実施しています。

●国立天文台の3つのセンターは、個別のプロジェクトの枠組
みを超えた機器開発・技術研究、数値実験・データ解析・アー
カイブ、情報提供・広報普及の役割を担います。プロジェクトの性格も持ちながら全台の基幹インフラとして組織的に国立天文台の基盤を支えています。

光赤外線天文学研究教育ネットワーク事業
Inter-university Collaboration: Optical and Infrared Synergetic
Telescopes for Education and Research (OISTER)
国内 VLBI ネットワーク事業
Inter-university Collaboration: Japanese
VLBI Network (JVN)

事務部
総務課（General Affairs Division） 研究推進課（Research Promotion Division）
財務課（Financial Affairs Division） 経理課（Accounting Division）
施設課（Facilities Division）
研究力強化戦略室（Research Enhancement Strategy Office）
研究評価支援室（Research Assessment Support Office）
産業連携室（Industry Liaison Office）
国際連携室（Office of International Relations）
人事企画室（Human Resources Planning Office）
安全衛生推進室（Safety and Health Management Office）
技術推進室（Engineering Promotion Office）
情報セキュリティー室（IT Security Office）

31

国立天文台野辺山

国立天文台の研究施設
宇宙へ近づくため
よりよい観測環境を求めて世界に広がる研究施設
国立天文台の研究・観測施設は、世界最高の観測条件を求めて、日本国内から海外適地に移動しています。ハワイではすばる望遠鏡が稼働を続け、30 m 望遠鏡 TMTが建設予定です。
南米チリにアルマ望遠鏡を建設しました。

国立天文台の施設公開

国立天文台では、研究の成果を広く社会に還元するために、
おもな観測施設で一般公開や特別公開、定例観望会などを行っています。

国立天文台チリ■野辺山宇宙電波観測所〒384-1305
長野県南佐久郡南牧村野辺山462-2
TEL 0267-98-4300（代）https://www.nro.nao.ac.jp/

日本の電波天文学を世界のトップレベルに押し上げた観測施設です。写真の45m電波望遠鏡は、ミリ波では世界最大級の望遠鏡
で、新たな星間分子の発見やブラックホールの兆候をとらえるな
ど、数々の成果を挙げています。常時見学可能です。

重力波プロジェクト 神岡分室 KAGRA■KAGRAは重力波天文学という新しい分野を開拓することを目指して神岡鉱山の地下で観測を始めた重力波検出器です。神岡分室
はKAGRA推進の拠点となっています。

ハワイ観測所 岡山分室 ■京都大学大学院理学研究科附属天文台岡山天文台の口径3.8mせいめい望遠鏡の観測時間の半分を国立天文台が共同利用に供しています。
国内最大の可視光・近赤外線望遠鏡の観測機会を広く国内の研究者に提供しています。

Alonso de Cordova 3788, Oﬁcina 61B, Vitacura, Santiago, Chile
TEL +56-2-2656-9253（代）https://alma-telescope.jp/■チリ観測所・アルマプロジェクト ■ASTE プロジェクト

世界で最も乾燥した場所のひとつと呼ばれるチリ北部のアタカマ高地
は、波長の短い電波（ミリ波・サブミリ波）観測の最適地です。ここには、
アルマ望遠鏡とアステ望遠鏡が設置されています。チリの首都サンティ
アゴには、国立天文台チリ観測所のオフィスと、アルマ望遠鏡を運用する合同アルマ観測所サンティアゴ中央事務所があります。

■水沢 VLBI 観測所・
山口観測局

アルマ望遠鏡Kilometro 121, Carretera CH 23,
San Pedro de Atacama Chile
・一般見学
山麓施設内見学（毎週土日、
ウェブページからの予約制）
https://alma-telescope.jp/visit

ハワイ観測所
岡山分室

アルマ望遠鏡
アルマ望遠鏡は、国立天文台、北米、欧州南天天文台を中心とし、台湾・韓国が参加して、チリの標高5,000 mの高原に建設した巨大な電波望遠鏡群です。2013年から本格運用がスタートしました。
日本のアンテナを含む66台のパラボラが科学観測に供されてい
ます。

山口観測局

VERA入来観測局

アステ望遠鏡波長1mm以下の「サブミリ波」と呼ばれる電波を観測します。サブミリ波で最高の観測条件を備えたアタカマ高地に設置されており、南天の銀河中心領域、近傍の星形成領域や遠方銀河などの観測に威力を発揮しています。

■水沢 VLBI 観測所・VERA 入来観測局
・一般公開（9時〜17時／毎日）

アルマ望遠鏡山麓施設■水沢 VLBI 観測所・
VERA 石垣島観測局
・一般公開（9時〜17時／日曜日・年末年始を除く、他に不定休あり）

アタカマ高地

サンティアゴ

チリ共和国

32

アルマ望遠鏡から約30 km離れた標高2,900 mの場所に設置されています。アルマ望遠鏡を遠隔操作するためのコントロールルームや装置のメンテナンスを行う
実験室のほか、アルマ望遠鏡スタッフ向けの宿舎や食堂などを備えた、
アルマ望遠鏡の「ベースキャンプ」です。
Credit: Clem & Adri Bacri-Normier (wingsforscience.com)/ESO

・一般公開（施設公開10時〜17時／
水〜日、年末年始を除く）
・天体観望会（19時〜22時／土・日・祝日の夜）■石垣島天文台

VERA石垣島観測局
沖縄県石垣島石垣島天文台国立天文台水沢■水沢 VLBI 観測所・
VERA 水沢観測局■Cプロジェクト

〒023-0861
岩手県奥州市水沢星ガ丘町2-12
TEL 0197-22-7111（代）https://www.miz.nao.ac.jp/

旧緯度観測所からの長い歴史を持つ施設です。天の川
銀河の 3 次元地図を作成する VERA 観測局が設置されています。

■Bプロジェクト
■Aプロジェクト

■天文シミュレーションプロジェクト

天文学専用としては世界最速を誇るスーパーコンピュータ「アテルイ II」が、国立天文台水沢に設置されています。

VERA水沢観測局
VERA
VER
A 水沢観測局■RISE 月惑星探査プロジェクト
国立天文台水沢・一般公開
9時〜17時／年末年始を除く毎日★奥州宇宙遊学館（休館日：年末年始、火曜日）
https://www.miz.nao.ac.jp/content/
tour_guide_mizusawa_campus

国立天文台野辺山
・一般公開（8時30分〜17時／年末年始除く毎日）
https://www.nro.nao.ac.jp/visit/index.html

国立天文台水沢

月探査機「かぐや」、小惑星探査機「はやぶさ２」で機器開発・観測運用を行い 天体の形状や重力を明らかにするとともに、探査機軌道推定にも貢献しました。現在は火星衛星や木星系の探査においても研究と開発を進めています。

アテルイⅡ■水沢 VLBI 観測所・茨城観測局

国立天文台三鷹（本部）〒181-8588 東京都三鷹市大沢2-21-1
TEL 0422-34-3600（代）https://www.nao.ac.jp/■太陽観測科学プロジェクト■天文シミュレーションプロジェクト

国立天文台三鷹
・一般公開（10時〜17時／年末年始除く毎日）
・定例観望会／4D2Uシアター定例
公開（ともに申込み制）
https://www.nao.ac.jp/access/mitaka/visit/

三鷹キャンパス
は、国立天文台の本部が置かれ、さまざまな
プ ロ ジェクト 、
センター、研究部、事務部が集まっています。

■アルマプロジェクト■重力波プロジェクト
茨城観測局
重力波プロジェクト
神岡分室

国立天文台野辺山

国立天文台三鷹■TMT プロジェクト■JASMINE プロジェクト●光赤外線天文学研究教育ネットワーク
事業／国内 VLBI ネットワーク事業■天文データセンター■すばる超広視野多天体分光器プロジェクト■先端技術センター■すばる広視野補償光学プロジェクト■天文情報センター●ngVLA 検討グループ／ SKA1 検討グループ■科学研究部

国立天文台ハワイ■ハワイ観測所 ■TMT プロジェクト

山麓施設（ヒロオフィス）
650 North A'ohoku Place, Hilo, Hawaii 96720 U.S.A.
TEL +1-808-934-7788
https://subarutelescope.org

ハワイ島マウナケア山頂域（標高 4,200m）は、晴天率が高く気流も安定しているため、天文学観測には非常に適した場所です。国立天文台はここにすばる望遠鏡を設置し、運用しています。また口径 30 mの大型光学赤外線望遠鏡 TMT の建設も国際協力で行っています。

すばる望遠鏡（左）口径8.2 mの世界最大級の口径を持つ光学赤外線望遠鏡です。
2000年度から本格的な観測を開始し、世界に誇る広視野観測
能力を活かし、超遠方銀河の発見など世界最先端の研究成果を挙げ続けています。

小笠原諸島
父島

水沢 VLBI 観測所・
VERA 小笠原観測局
・一般公開（随時／毎日）

マウナケア

ヒロ
アメリカ合衆国
ハワイ州ハワイ島

TMT（右）
日本と米国・カナダ・中国・インドとの国際協力で建設予定の、大型光学赤外線望遠鏡です。すばる望遠鏡を10倍上回る集光力で、系外惑星の大気における生命の兆候の発見や宇宙最初の星々の光を捉えることを目指しています。
ヒロ・オフィス
（左）
ハワイ島ヒロにあるハワイ観測所の山麓施設です。すばる望遠
鏡とTMTの一体運用の拠点として、実験室、マシンショップ、コン
ピュータ室や、夜間の観測を支えるリモート観測室などを擁しています。

カリフォルニア事務所
カリフォルニア州パサデナに拠点があるTMT国
際天文台と協力してTMT計画を推進しています。

33

国立天文台の大学共同利用すばる望遠鏡の大学共同利用の例

130億光年先の宇宙に大量の巨大ブラックホールを発見

国立天文台は大学共同利用機関として、すばる望遠鏡
やアルマ望遠鏡などの観測装置やスーパーコンピュータ、
多様な実験施設など、個別の大学では整備が困難な研究施設の開発・運用を行っています。これらを全国の大学等に所属する研究者に対して共同利用に供することで、最先端の研究環境を提供しています。単に研究施設を開放するだけでなく、きめ細かいユーザーサポートによって若手研究者の育成に協力するとともに個々の研究者の研究の質の向上と学際研究の推進を支援しつつ、国内外の多くの研究者との共同研究も行っています。さらに、研究成果を国立天文台のプレスリリースを通して広く国内
外に知らせることで、成果の社会還元に資するとともに、大学等の国際的なプレゼンスの向上に貢献しています。

130.5億光年の彼方にある巨大ブラック
ホール（矢印の先にある赤い天体）。

●愛媛大学の松岡良樹准教授
らのグループは、すばる望遠鏡の超広視野主焦点カメラを使った観測で、地球から130億光年離れた宇宙で83個もの巨大ブラックホールを発見しました。
誕生後10億年に満たない宇宙に大量の巨大ブラックホールが存在することを示しました。

多波長観測が描き出した、銀河団の衝突による超高温ガス●広島大学の岡部信広氏らの研究チームは、すばる望遠鏡による可視光観測と、X 線、電波の観測を組み合わせて、衝突を起こしている銀河団を詳細に調
べ、銀河団の衝突によって、周囲のガスが4億度もの超高温に加熱されていることを明らかにしました。

衝突銀河団 XLSSC 105の合成画像。すばる望遠鏡が捉えた多数の銀河を背景に、ダークマター（青）、X 線（緑）、電波（赤）の画像が重ねられています。
Credit: GBT/NSF/NAOJ/HSC-SSP/ESA/
XMM-Newton/XXL survey consortium

新星爆発によるリチウム生
成量の多様性

共同利用ユーザーに望遠鏡の現状や今後の予定を知らせ、よりよい成果の創出を目指した議論を行うためのユーザーズミーティングを開催しています。

天文学の新しい扉を開くことを目指して、国立天文台ではすば

国立天文台の技術を社会へJAXA 美星スペースガードセンター
CCDカメラの開発協力●すばる望 遠 鏡 超 広 視 野主 焦 点
カメラ の 技 術をもとに、 国 立 天
文台は、 宇宙航 空研究開 発 機 構（JAXA）・日本宇宙フォーラムと協力してCCD カメラを開発。このカメラは美星スペースガードセンター
で10年にわたって地球接近小惑星
やスペースデブリ（宇宙ゴミ）の観測に使用され、安全・安心な社会の実現に貢献しています。

34●京都産業大学の新井彰氏らの研究チームは、すばる望遠鏡
による、新星「いて座 V5669」
新星爆発「いて座 V5669」によるリチウの観測でリチウムのもとになる
ム生成の想像図。Credit: 京都産業大学
ベリリウムを検出することにより、リチウム生成の現場をとらえることに成功しました。この新星で生成されたリチウムの量は、これまで調べられた新星での生成量の数パーセントと少なく、新星によるリチウム生成量には多様性があることが明らかになりました。

スペースデブリ観測用1m 光学望遠鏡に取り付けられた CCD カメラ。
Credit: JAXA

る望遠鏡・アルマ望遠鏡に代表される世界第一線の観測装置を実現するための独自の技術開発を行い、そのレベルを高めてきました。その中で培われた「天文学のための技術」は、「暮らし

赤外線に感度の高い
メガピクセル CCDの開発●国立 天文台は、浜松ホトニクスと共同で赤外線に高い感度を持つCCDを開発。X 線にも高い感度を持ち、JAXA のひとみ衛星とその後継 機にも採用された他、透過型電子顕微鏡の電子線直接撮像でも高感度を実証しました。医療用 X 線装置に応用されれば、照射 X 線量を下げることができるため、患者の負担軽減につながります。

赤外線に感度の高いメガピクセル
CCD（2,048×4,096ピクセル／受光
面は3 cm ×6 cm 角）。

アルマ望遠鏡の大学共同利用の例

130億光年を超える距離の銀河に、続々と酸素を検出●大阪産業大学の井上昭雄准
教 授のグループは、 アルマ望
遠鏡で131億光年、132.8億光
年先の遠方銀河に酸素があることを発見し、酸 素の最遠方検出記録を2度にわたり更新。
それぞれ「 サイエンス」「 ネイ
チャー」誌に掲載され、世界の銀河形成研究に大きなインパク
トを与えました。

132.8億 光 年かなた の 銀 河 MACS1149JD1の酸素の存在を示す擬似カラー（緑）画像。
C r e d i t : A L M A ( ES O / N AO J / N R AO),
NASA/ESA Hubble Space Telescope, W.
Zheng (JHU), M. Postman (STScI), the
CLASH Team, Hashimoto et al.

観測史上最古の渦巻き構造を持つ銀河を発見●総合研究大学院大学の大学院
生 津久井崇史氏らは、アルマ望
遠鏡のデータの中から、渦巻き構造を持つ銀 河を124億年前の宇宙に発見しました。ビッグバン
からわずか14億年後にしっかりした渦巻き構造を持つ銀河が発見されたことは、銀河の形はどのように決まるのかという天文学の古典的な疑問を解く糸口となる可能性があります。

遠 赤 外 線で 観 測したおうし座 分 子 雲（青）と、アルマ望遠鏡で観測した「星の卵」（オレンジ）。
Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NR AO),
Tokuda et al. ESA/Herschel

国立天文台
の論文数
●国立天文台の研究者が発表する論文と国立天文台の施設を使った研究成果論文は、すばる望遠鏡、
アルマ望遠鏡、太陽観測衛星「ひので」など大型計画の進展とともに増加してきました。大学共同利用を通じて、大学所属の研究者が執筆する論文も増加しています。
被引用数 Top10% 論文の割合：15.6 %同 Top1% 論文の割合：2.4 %国際共著率：78.8 %（対象期間：2016〜2020年）

ハワイ観測所岡山分室の大学共同利用

アルマ望遠鏡が観測した124億年前の渦巻き構造を持つ銀河 BRI 1335-0417。
Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T.
Tsukui & S. Iguchi●岡山188 cm 反射望遠鏡と高分散分光器による観測の機会を20
年近く安定して提供し、日本初の太陽系外惑星発見など、東京工業大学の研究者を中心とした日本の系外惑星研究の発展に貢献してきました。現在は、京都大学3.8 m 望遠鏡（せいめい望遠鏡）の観測時間の半分の共同利用運用を国立天文台が担っています。

星の卵の「国勢調査」―星のヒナ誕生までの10万年を追う連携事業●大阪府立大学の徳田一起客員
研究員らは、アルマ望遠鏡を使って「星の卵」ともいうべき高密度
ガス雲を多数観測しました。そのうちのひとつに「星のヒナ」である誕生直後の星があることを突き止めるなど、ガス雲が重力で収縮し星へと急成長する過程を描き出すことに成功しました。

国立天文台は、国内外の大学や研究機関と連携して観測装置を運用する事業も行っています。
●光赤外線天文学研究教育ネットワーク事業は、国立天文台と国内の大学が持つ中小の望遠鏡を有機的に結びつけ、超新星などの突然出現する天体現象の即時フォローアップ観測を行うことを目指しています。
●国内 VLBI ネットワーク事業は、国立天文台と国内の大学が持つ電波望遠鏡を結合し、仮想的な巨大電波望遠鏡を構成することで、星の誕生領域でのガスの動きや超巨大ブラックホールから噴き出すガス流の動きを明らかにする研究を行っています。

や社会を支える技術」へと展開することができます。国立天文台は、天文学のために磨かれてきた技術を民間企業と協力して「安全・安心な社会」「便利な社会」「健康な社会」に活かすため、2020年に産業連携室を設立してその活動を強化しています。

国際宇宙ステーション搭載
地球大気観測装置の開発協力●「超伝導サブミリ波リム放射サウンダ」は、JAXAと情報通信研究機
構が国際宇宙ステーション日本実験棟「きぼう」に設置した観測装置で、地球大気中の微量分子が放つ電波をとらえ、その分布の変化を描き出しました。国立天文台は、これに搭載された周波 数640 GHz 帯の超 伝「きぼう」に取り付けられた超伝導導受信機の開発に大きな役割を果た サブミリ波リム放射サウンダ（矢印）。Credit: NASA
しました。

↑

世界の天文普及をリードする国際普及室
国際天文学連合が世界的な天文普及を行うための組織「国際普及室（OAO）」が、国立天文台三鷹に設置されています。
「天文学者の国連」とも呼ばれる国際天文学連合と国立天文台の共同事業として、OAOは誰もが天文学に触れて楽しむことができる環境の構築を目指すとともに、100カ国以上に散らばる天文普及コーディネータを支援しています。天文コミュ
ニケーションに関する査読論文誌の発行や天文翻訳プラット
フォームの設立、様々な天文普及イベントの企画も重要な任務です。OAO は、国立天文台の国際化と多様化を象徴する
取り組みのひとつです。

35

国立天文台は、次世代を担う大学院生の教育にも力を入れています。世界最先端の研究施設で、国際的な環境の中で行われる教育と研究活動により、第一線で活躍できる研究者や先端技術の発展を担う技術者だけでなく、広く社会に貢献できる人材の育成を目指しています。

国立天文台の

大学院教育

国立天文台は、以下の3つの制度により大学院生を受け入れています。
❶総合研究大学院大学

総合研究大学院大学物理科学研究科天文科学専攻は、
国立天文台を基盤とする大学院です。

東北大学／茨城大学／筑波大学／東京大学／東京工業大学／電気通信大学／
新潟大学／信州大学／名古屋大学／山口大学／九州大学／鹿児島大学／大阪府
立大学／京都産業大学／東京都市大学／日本大学／日本女子大学／法政大学／ Tufts University（順不同）❸受託大学院生（特別共同利用研究員）制度

プロフィール■職員数（2021年4月1日現在）

総計520人

4 4.2%

研究系230人
37.7 ％

事務系（研究支援を含む）
196人

技術系94人■2020年度の予算状況

単位：百万円■産学連携等研究経費及び■産学連携等研究経費及び寄附金事業費等377

寄附金事業費等377■自己収入41■補助金等収入

1,449■施設整備費1 8.1 ％

国立天文台の総合研究大学院大学（博士課程 5年一貫制）の大学院生 …… 30名
連携大学院の大学院生 …… 29名
受託大学院生（特別共同利用研究員）…… 12名
過去5年間に、国立天文台で大学院生を受け入れた実績のある大学院は
以下の通りです。

❷連携大学院教育制度

国立天文台の大学院生数（2021年4月1日現在）

収入
12,938

補助金1,667■運営費交付金9,405

■補助金等

1,449

■施設整備費支出
12,9381,667■業務費9,446

歴史

伝統と革新と―日本の自然科学の一翼を担い続けた国立天文台―
国立天文台の起源は、暦を作るために幕府天文方によって天体の観測が始まった江戸時代後期（300年以上前）にさかのぼります。暦書の編製は今も国立天文台の業務として継承されています。
明治時代になると西洋から近代的な天文学の知見がもたらされ、1888年に東京天文台が、1899年には緯度観測所が設置され、以後1世紀にわたって、さまざまな観測装置が開発され、多くの研究が行われてきました。そして1988年に東京大学附属東京天文台、緯度観測所、名古屋大学空電研究所の一部の3組織が統合して国立天文台が誕生しました。その長い伝統の中で、つねに時代の最先端の天文学研究を切り拓いてきた国立天文台の歴史を簡単に振り返ってみましょう。

江戸時代の「浅草天文台」（『寛政暦書』巻十九から測量台の図）

36

『寛政暦』
（寛政十年・1798年）『天文分野之図（てんもんぶんやのず）』
保井（渋川）春海（初代幕府天文方）（延宝五年・
1677年写）緯度観測所

65 cm 屈折望遠鏡

1888

東京天文台の設置（東京・麻布）『理科年表』の刊行

1899

緯度観測所の設置（岩手・水沢）

1924

三鷹キャンパスに移転

国立天文台では1925年の創刊以来、90年以上の歴史をもつ『理科年表』
を、多くの研究機関の協力を得て刊行しています。

1925 『理科年表』刊行開始

1926

65 cm 屈折望遠鏡のドームが完成

1929

65 cm 屈折望遠鏡の設置完了

1930

太陽塔望遠鏡（アインシュタイン塔）完成

1946

暦書の編製・『暦象年表』の刊行開始

1949

名古屋大学空電研究所発足／乗鞍コロナ観測所観測開始1960

岡山天体物理観測所観測開始

1962

堂平観測所観測開始

1969

野辺山太陽電波観測所観測開始

1974

木曽観測所観測開始

1982

野辺山45m 電波望遠鏡観測開始

1988

国立天文台発足・木曽観測所は東京大学に移管

1992

野辺山電波ヘリオグラフ観測開始

1999

すばる望遠鏡観測開始
重力波望遠鏡（TAMA300）観測開始

太陽塔望遠鏡

2000 三鷹キャンパスの常時公開開始
堂平観測所閉所
2001
重力波望遠鏡（TAMA300）
水沢 VERA 20 m 電波望遠鏡

日米欧でアルマ望遠鏡計画に合意
VERA プロジェクトの水沢・入来・小笠原・石垣島（2002）の4局完成

2004 大学共同利用機関法人自然科学研究機構国立天文台発足野辺山45  m 電波望遠鏡

2006 石垣島天文台完成
太陽観測衛星「ひので」による観測開始

アルマ望遠鏡2007

4次元デジタル宇宙（4D2U）立体ドームシ
アターの完成月探査衛星「かぐや」の打ち上げ

2010

乗鞍コロナ観測所、60年の歴史を刻んで閉所

2011

アルマ望遠鏡初期観測開始

2013

アルマ望遠鏡本格運用開始

2014

TMT 国際天文台発足、初期メンバーとして参加

2015

野辺山太陽電波観測所閉所

2018

岡山天体物理観測所閉所
スーパーコンピュータ「アテルイⅡ」運用
開始

2020

重力波望遠鏡 KAGRA 観測開始

すばる望遠鏡37

天文学の未来を拓く国立天文台
21世紀の天文学の主要課題は、宇宙に生命を探すこと、宇宙の開闢を理解すること、そして宇宙に満ちるダークマターとダークエネルギーの本性を理解することの3点です。現在、これらの課題の解決のため、世界の主要国が競って大型の観測装置の建設を行っています。世界的な協力と競争が行われる中、国立天文台は3つのミッション「知の地平線を拡げるため、大型天文研究施設を開発・建設し、共同利用に供する」、「多様な大型施設を活用し、世界の先端研究機関として天文学の発展に寄与する」、「天文に関する成果・情報提供を通じて、社会に資する」を軸に、活発な学術研究を展開しています。
日本の近代天文学は、渋川春海（安井算哲）が貞享元年（1684）に独自の大和暦（貞享暦）
を完成させたことに遡ります。国立天文台の前身は、江戸時代後期、幕府天文方の浅草天文台
で、明治21年（1888）には、東京大学天象台・海軍観象台・内務省地理局編暦課の三者が統合され、港区麻布に東京大学東京天文台が設立されました（大正13年（1924）に現在の東京
都三鷹市へ移転）。昭和63年（1988）に緯度観測所並びに名古屋大学空電研究所の一部と統合されて国立天文台が発足し、現在に至っています。このように国立天文台は、日本の近代化と歩みを共にする長い伝統を持つ組織で、三鷹キャンパスを散策していただくと目につく、美しく保存されている数々の登録有形文化財からも、このことを感じ取ることができます。
日本の近代天文学の黎明期から1世紀余を経て、1999年にハワイのマウナケア山頂域（標高4,139 m）に、我が国の技術の粋を凝らした世界最大級の口径8.2 m の可視光・赤外線望遠鏡「すばる」が、9年の建設期間をかけて完成しました。すばる望遠鏡は、今年で運用開始から22年を数えますが、他の大望遠鏡の追随を許さない唯一の超広視野望遠鏡として、2020年代を通じて大きな成果を挙げることが期待されています。
「すばる」に引き続き、国立天文台は、米国・欧州諸国等と協力して、南米チリの標高5,000 m の高地に66台のパラボラアンテナよりなる巨大な電波望遠鏡「アルマ」を建設しました。2011年より観測を開始し、大きな成果を挙げ続けています。さらに2030年代に向けて、米国・カナダ等と協力して、口径30m の可視光・赤外線望遠鏡 TMT（Thirty Meter Telescope）をハワイ島マウナケア山頂域に建設するための準備を進めています。
この他にも、東京大学などと協力した重力波望遠鏡「かぐら」の観測が開始され、国立天文台はマルチメッセンジャー天文学の拠点としての役割を果たしています。また、天文学専用としては世界最速の3ペタフロップスの性能をもつスーパーコンピュータ「アテルイⅡ」は、観測と理論・数値シミュレーションの相乗効果をもたらしています。さらに、宇宙航空研究開発
機構（JAXA）や米航空宇宙局（NASA）等と協力して実現した太陽観測衛星「ひので」を始め、月周回衛星「かぐや」、電波天文観測衛星「はるか」、観測ロケット実験 CLASP 等が大きな成果を挙げており、国立天文台の科学的・技術的資産を活用したスペースへの取り組みを今後とも継続発展させていきたいと考えています。

ダークマターハローの形成・進化のシミュレーション画像（シミュレーション：石山智明／可視化：中山弘敬、国立天文台 4 次元デジタル宇宙プロジェクト）

38

すばるからアルマ望遠鏡へと発展するなかで、宇宙最遠方の銀河の発見や系外惑星の形成の現場である原始惑星系円盤の驚くべき画像がもたらされ、ダークマターの広域3次元分布を世界で初めて明らかにするなどの顕著な成果が生み出されています。今後、ダークマターやダークエネ
ルギーの解明や惑星形成についての確固とした描像と、系外惑星における生命の存在環境についての大きな知見が得られるものと期待されています。これらの学術成果は、我が国の国際的プレゼンスの向上、国民、特に若い世代に科学への関心と誇りや自信をもたらしています。
国立天文台は大学共同利用機関として、研究者コミュニティの多様な意見をとりまとめ、
個々の大学ではなし得ない大型観測・実験装置を建設し、共同利用に供しています。近時、天文学は急速にその学際性を強め、そのすそ野は基礎物理学や化学・生命科学等へ広がっていま
すが、国立天文台はそのハブとしての役割も果たしています。天文学を始めとする先端科学の推進には多額の建設・運用予算が必要ですが、一方で我が国の極めて厳しい財政状況を鑑み、既存観測施設の不断の見直しを行うとともに、国立天文台の持つ技術的資産を活用して産業界が抱える課題の解決や国の事業へ貢献していく所存です。
今後に目を馳せると、そう遠くない未来に国立天文台の観測施設により太陽系外の惑星に生命が存在する環境が発見されると考えています。その暁には、地球外知的生命体による宇宙文
明を発見することが、天文学の新たな課題となっていくでしょう。天文学が日本に生まれ育って3世紀余、今後の国立天文台の活躍にご期待いただき、ご支援をお願いいたします。

国立天文台長常田佐久
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大学共同利用機関法人 自然科学研究機構

国立天文台

National Astronomical Observatory of Japan

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