National Astronomical Observatory of Japan2018 年 11 月 1 日

No.304

特集「アルマ望遠鏡の世界」03
コンピューティング編

11
2 0 1 8

2018

NAOJ NEWS11

国立天文台ニュース
C

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表紙
国立天文台カレンダー

特集

03 「アルマ望遠鏡の世界」03 コンピューティング編
第Ⅰ部

アルマ望遠鏡―最近の科学成果―

・研究トピックス1
活動的な超巨大ブラックホールの周囲に存在する回転高密度分子トーラスの発見
今西昌俊（ハワイ観測所）
・研究トピックス2
人類史上で最も遠い132.8 億光年かなたの銀河で酸素を検出―ビッグバン2.5 億年後に星を作り始めていた―橋本拓也（チリ観測所／大阪産業大学）
・研究トピックス3
124 億光年かなたのモンスター銀河但木謙一（国立天文台・日本学術振興会特別研究員）

13

第Ⅱ部

29

おしらせ

表紙画像

アルマ望遠鏡アンテナ群を全球カメラで撮影。今日も「惑星アルマ」は晴天です。

背景星図（千葉市立郷土博物館）

渦巻銀河 M81画像（すばる望遠鏡）

コンピューティングチームスタッフに聞く！

・小杉城治「アルマを動かす縁の下の力持ち、それがコンピューティングチームです」
・渡辺 学「画像とスペクトルを紡ぎだすソフトウェア開発」
・芦田川京子「豊かに実ったデータの畑で収穫作業」
・中村京子「日進月歩のソフトウェアを見守る試験官」
・臧 亮堅「特殊スパコン「相関器」を操るソフト開発」「観測好機をとらえるためのコンピュータメンテナンス」
・・中里 剛「CASA と Pipeline で、データの原石が光り輝く」
・川崎 渉「ソフトウェアでデータを魅せる」
・西江純教「138 億光年の道も一行のソースコードから」・ルノー ミエル「空とアンテナをつなぐデータ処理」
・加藤禎博「すべてを支えるコンピュータシステムの番人」
・池田惠美「複雑なコンピュータシステムを整理整頓」
・小林剛志「全員で作り上げた最終成果物 観測データをお届け」
・森田英輔「新発見の種が詰まった宝箱 データアーカイブ」「星の数ほどの計算を GPU で高速に処理」
・・中本崇志「宇宙からのメッセージを読み解くソフト開発とシステム設計」
・吉野 彰「価値あるデータの山の中を、効率よく歩き回るために」★インタビュアー：川村 晶

2019年国立天文台カレンダーができました（テーマはアルマ望遠鏡）●「2018年度 IDL 講習会（初級編）」開催報告 亀谷和久（天文データセンター）●31

人事異動／編集後記／次号予告

31

連載「国立天文台・望遠鏡のある風景」08
秋の陽光と太陽フレア望遠鏡

アルマ特集号恒例の電波天文まんが「アルマーの冒険」
08回を附録で同封します。今回のテーマは「高校生たちが作る電波望遠鏡」です。

撮影：飯島 裕国立天文台カレンダー
2018 年 10 月

p a g e022018 年 11 月

2018 年 12 月

● 6 日（土）4D2U シアター公開（三鷹）● 3 日（土）4D2U シアター公開（三鷹）● 1 日（土）4D2U シアター公開（三鷹）● 12 日（金）教授会議／4D2U シアター公開＆観望会（三鷹）● 8 日（木）幹事会議● 7 日（金）幹事会議／4D2U シアター公開＆観望会（三鷹）● 13 日（土）4D2U シアター公開（三鷹）● 9 日（金）運営会議／4D2U シアター公開＆観望会（三鷹）● 8 日（土）4D2U シアター公開（三鷹）● 16 日（火）幹事会議● 10 日（土）4D2U シアター公開（三鷹）● 15 日（土）4D2U シアター公開（三鷹）● 20 日（土）4D2U シアター公開（三鷹）● 17 日（土）4D2U シアター公開（三鷹）● 19 日（水）幹事会議● 22 日（月）防災訓練（三鷹）● 21 日（水）幹事会議● 21 日（金）プロジェクト会議● 24 日（水）幹事会議● 24 日（土）観望会（三鷹）● 22 日（土）観望会（三鷹）● 25 日（木）プロジェクト会議● 28 日（水）プロジェクト会議● 26 日（金）・27 日（土）三鷹・星と宇宙の日（特別公開）

川村 晶（星の手帖社）
●協力

チリ観測所

つの研

最新の研究成果とスタッフ・インタビューをお届けする「アルマ望遠鏡」特集シリーズ。今回は最新の究成果（第Ⅰ部「研究トピックス」）とアルマ望遠鏡のソフトウェアの開発に携わるコンピューティングチーム（第Ⅱ部）をご紹介します。

アルマ望遠鏡の世界

第Ⅰ部・アルマ望遠鏡―最近の科学成果―
第Ⅱ部・コンピューティングチームスタッフに聞く！

トランスポーターで運ばれる12メートルアンテナ。

303●インタビュー 文・写真（第Ⅱ部）

03

研究トピックス 1

活動的な超巨大ブラックホールの周囲に存在する回転高密度分子トーラスの発見
今西昌俊（ハワイ観測所）

銀らわかっており、両者が宇宙の歴史の中で、★ newscope ＜解説＞

互いに影響を及ぼし合いながら共進化してき★01

たことが示唆される。超巨大ブラックホール

多くの人は、トーラスの物理的サ宇宙に存在する銀河は一般に広がって見えが今まさに大量の物質を飲み込んで活動的にイズは、約30光年以下と考えている。空間的に広がって分布する星からの放射なっている AGN は、宇宙の超巨大ブラックを見ているからである。銀河の中には、中心ホールの質量が成長する重要な過程であるとのコンパクトな領域から、非常に明るい放射考えられている。また、AGN からの放射にが観測されるものもある。しばしば大きな時

よって、銀河の星の生成率が大きく影響され間変動を示し、可視光線での分光スペクトルるとする説も提唱されており、従って、AGNを取得すると、星で輝く銀河とは明らかに異の性質を観測的に明らかにすることは、銀河なる性質を示す。そのような天体は、太陽のと超巨大ブラックホールの共進化を理解する

約10万倍以上の質量の超巨大ブラックホー

上で欠かせない。

河の中心の活動的な超巨大
ブラックホールる。ここで、1光年とは光が1年間に進むことのできる距離で、約10兆キロメートルである。3000万光
年程度の距離に存在する近くの活動銀河中心核でも、トーラスの見かけの大きさは0.2秒角（1秒角は1度の3600分の1）、つまり、1度の18000分の1の広がりしかない。

ルに物質が落ち込む際の位置エネルギーを

図01 可視光線の分光スペクトル。下から星で輝
く銀河、1型 AGN、2型 AGN（図02参照）。横軸は波長（オングストローム）、縦軸は光量。Ho et al.
1995 ApJS 98 477より改変。
放射に変換して明るく輝いていると考えられており、活動銀河中心核（Active Galactic
Nucleus；AGN）と呼ばれる（図01）。
昨今の観測から、ほぼすべての銀河の中心には、超巨大ブラックホールが存在することがわかっている。サイズにして数桁以上異なるにもかかわらず、銀河の星と超巨大ブラッ
クホールの質量には相関があることも観測か

04

図02

活動銀河中心核（AGN）の想像図。超巨大ブラックホール（下図の黒い球）の強い重
力に引き寄せられた物質は、角運動量を持つため、一気にブラックホールに落ち込むわけではな
く、降着円盤（下図の白い円盤状の構造）を形成すると考えられている。この降着円盤では、物質が非常に高温になり、紫外線や可視光線を非常に強く放射する。これが、活動銀河中心核として、銀河の中心領域が非常に明るく輝く原理である。超巨大ブラックホールと降着円盤からなる
中心エンジンのさらに外側には、塵と分子ガスからなるドーナツ、いわゆる、トーラスが存在すると考えられている（真ん中左図のオレンジ色のドーナツ状の構造）。トーラスの内側に存在するガスは、超巨大ブラックホールの強い重力によって激しく運動しており、中心エンジンからの強い放射に照らされて、速度幅の広い輝線を放射する。図で我々が上から見ている場合、中心エンジン、及び、トーラス内側の速度幅の広い輝線が直接見えるため1型、横から見ている場合はトーラスに隠されてその内側の放射を可視光線では直接見ることができないため、2型と分類される。この描像は、AGN の統一モデルと呼ばれる。トーラスは、中心の超巨大ブラックホールの重力に支配されて回転していると考えられている。図のクレジットは NASA、AAS。それを改変。

活動的な超巨大ブラックホールの周囲の、塵と分子ガスからなるトーラス
AGN には、可視光線の分光スペクトルで、速度幅の広い輝線が見られる1型と、そうでない2型が存在する（図01）。現在の AGN の統一モデルによれば、両者は本質的に同じ種族であるが、中心エンジンである質量降着して活動的になっている超巨大ブラックホールの周囲に、ドーナツ状に分布する塵や分子ガス、いわゆる「トーラス」が存在し（図02）、
それに邪魔されずに中心エンジンが見えているのが1型、ブロックされて可視光線で直接見えないものが2型であると考えられている。

図03

ALMA による NGC 1068の中心数秒角の分子ガス輝線放射の空間分布。左が HCN
J=3–2輝線で右が HCO+ J=3–2輝線。図の左側が東で、右側が西、上が北で、下が南。等高線
はノイズの3、12、24倍。左下の白丸がビームサイズを表す。Imanishi et al. 2018 ApJL 853
L25より改変。

このようなトーラスがあれば、AGN の観測事実を自然に説明できるため、多くの研究者はその存在を信じて議論を進めている。しかしながら、トーラスはサイズ的に小さく（★01）、空間的にはっきりと分解し、その性質を観測的に明らかにすることは困難であった。しかし、高空間分解能が実現されるALMA の登場により、そのような研究が可能になりつつある。

A

LMA によって鮮明に描き出されたトーラス

約4500万光年の距離にある2型 AGN NGC
1068は、約1000万太陽質量の活動的な超巨大ブラックホールを持つと見積もられている、比較的近くにあるよく研究されてきた
AGN の一つで、上記の AGN の統一モデルが提唱される基になった天体である。従って、
NGC 1068において、想像されているトーラスが実際に存在するのかを観測的に確認する
ことは、AGN の理解において非常に重要である。NGC 1068の過去の観測からは、電波のジェット放射、及び、降着円盤からの放射によって電離した、空間的に広がったガスからの可視光線の輝線が、超巨大ブラックホー
ルに対してほぼ南北方向に伸びて見つかっている。これらの放射は、トーラスにブロックされない方向に出て行きやすいと考えられ、従って、トーラスは、南北と直交する方向、
すなわち、ほぼ東西方向に分布しているはずだと期待される。
我々は、ALMA を用いて NGC 1068の中心領域を高い空間分解能で観測した。用いたのは、トーラスに存在すると考えられている高密度ガスの性質を調べるのに適した、HCN

図04

左が HCN J=3–2輝線で右が HCO+ J=3–2輝線。図の左側が東で、右側が西、上が北で、下が南。一番上：トーラスの分子輝線放射の空間分布の拡大図。西側（右側）が明るい。等
高線はノイズの3、6、9倍。上から2段目：トーラスの分子輝線の速度場。東側（左側）が赤い側にシフトしており遠ざかっていく運動、西側（右側）が青い側にシフトしており近づいてくる運動をしていることがわかる。一番下：分子ガスの擾乱の程度を表す速度分散。西側（右側）で擾乱が大きくなっていることがわかる。すべての図で、＋印が活動的な超巨大ブラックホールの位置、黒い横棒の長さは15光年、左下の白丸がビームサイズを表す。Imanishi et al. 2018
ApJL 853 L25より改変。

（シアン化水素）、HCO+（ホルミルイオン）の回転遷移 J=3–2の輝線である。達成されたに NGC 1068中心数秒角の領域での、これら空間分解能は0.04–0.07秒角であった。図03の高密度分子ガス輝線の空間分布を示す。銀05

河に付随する広がった成分に加え、活動的なきく非対称な性質を示す。図04（下）のラン★ newscope ＜解説＞

超巨大ブラックホールが存在すると考えられダム運動の大きさ（速度分散）を見ると、西★02ている位置に、トーラスの高密度分子ガス起源

側の方で大きく、トーラスの西側では、大き別 の 研 究 グ ル ー プ も、ALMA をと考えられるコンパクトな放射が見えている。

な分子ガスの擾乱によって光学的厚さが小さ

図04（上）は、トーラス位置での高密度分くなり、抜け出して来ることのできる分子ガ

子ガス輝線放射の強度の拡大図である。期待

ス輝線が増えることによって明るくなってい

けているが、運動は南北方向に回転

通り、ほぼ東西方向に30光年程度に伸びた分ると解釈できる。また、図04（中）の回転速

しているような結果となっていた。

子ガス輝線放射を検出することができた。ま度は、太陽の約1000万倍の質量の超巨大ブた、図04（中）の分子ガス輝線の運動からは、

ラックホールの重力のみが支配している場合

トーラスの分子ガスはほぼ東西方向に回転し、の回転運動に比べて小さく、何らかの擾乱が東側（図の左側）が遠ざかる向き（赤い）、西生じていることが考えられる。これらの特徴

側（図の右側）が近づいてくる向き（青い）は、観測した HCN J=3–2、HCO+ J=3–2輝線であることも分かった。これらの観測結果は、両方で同じように見えており、両輝線が同じ

NGC 1068中心核で期待されていたトーラス

ような高密度分子ガスを見ていること、トーの分子ガスの性質とよく一致する（★02）。

ラスの特徴を正しく暴き出していることを示

しかしながら、その観測的性質を詳しく見している。本研究は、存在すると言われてきてみると、従来から考えられてきた単純なたが観測的に未開拓であったトーラスの形態、トーラスモデルよりも複雑であることも同時

動力学を ALMA の高空間分解能で初めて鮮明に明らかになった。単純なトーラスモデルでに明らかにした（図05）という点で意義が大は、トーラスはほぼ軸対称で、中心の超巨大きい（Imanishi et al. 2018 ApJL 853 L25）。

ブラックホールの重力に支配されて回転し単純なトーラスモデルに比べて複雑な性質ていると考えられて来た。図04（上）では、を示す理由については、いくつかの仮説があトーラスの西側（図の右側）で、東側（図のり、ALMA を用いた今後のより詳しい観測に

左側）より放射が明るく観測されており、大よって明らかにしていくことを計画している。

●論文掲載“ALMA Reveals an Inhomogeneous Compact Rotating Dense Molecular Torus at the NGC 1068
Nucleus”, M. Imanishi et al. (2018), The Astrophysical Journal Letters, 853, 2

図05

今回の ALMA の観測から得られた NGC 1068中心の活動的な超巨大ブラックホール周囲の回転高密度分子ガストーラスの模式図。図のクレジットは、ALMA、及び、NASA。少し改変。

06

用 い て、 一 酸 化 炭 素 の 輝 線 CO
J=6-5で NGC 1068の観測を行い、ほぼ東西の方向に伸びた放射を見つ

特に運動に関して、NGC 1068のトーラスに期待される性質からは大きく食い違っており、解釈が困難であった。トーラスの擾乱が著しく大きいため（Garcia-Burillo et al.
2016 ApJL 823 L12）、あるいは、
トーラスと垂直方向に放出されているアウトフローが起源であるため（Gallimore et al. 2016 ApJL 829
L7）などの説が提唱されている。

研究トピックス 2

人類史上で最も遠い
132.8億光年かなたの銀河で酸素を検出―ビッグバン2.5億年後に星を作り始めていた―橋本拓也（チリ観測所／
大阪産業大学）はじめに
わたしたち国際研究チームは、アルマ望遠鏡（以下アルマ ) を用いて、最も遠い銀河から酸素輝線 ( 以下 [OIII] ★01) の検出に成功しました（図01）。得られた赤方偏移（★02）
は z = 9.11で、これは距離に換算すると132.8
億光年に相当します（★03）。この成果は、2018年5月17日に出版されたネイチャー誌に掲載されました。この記事では、①132.8億
光年かなたの銀河で酸素の検出と②この銀河がビッグバン2.5億年後に星を形成し始めていたことをご紹介します。

酸素輝線を用いた宇宙再電離の研究の歴史
宇宙再電離（図02）が、どのような天体によって引き起こされ、どのようなプロセスを経たのかを解き明かすことは、現代天文学の最重要課題の一つです。この問いに答えるた
めには、宇宙再電離期の銀河を観測し、その性質を理解することが大切です。遠方銀河の図01

ハ ッ ブ ル 宇 宙 望 遠 鏡 で 得 ら れ た 銀 河 団 MACS1149+2223と、 そ の 一 角 に あ る
MACS1149-JD1の酸素輝線。画像全体にわたって MACS1149+2223という名前の銀河団が存在します。MACS とは MAssive Cluster Survey の略語で、その名の通り重い銀河団です。
拡大された緑色の画像は、MACS1149-JD1の酸素輝線の様子です。

図02

宇宙の時間進化の模式図。膨張宇宙は、およそ138億年前に開始しました（ビッグバン）。その直後には電離していた電子と陽子が、宇宙の膨張・冷却に伴い結合しました（宇宙の晴れ上がり）。その後、初代星や初代銀河からの紫外線により再び電離し（宇宙再電離）、現在の宇宙の姿に至ったと考えられています。
宇宙再電離は、赤方偏移 z ≈ 20（宇宙年齢 約2億年）から開始し、z ≈ 6−7（宇宙年齢 約8−10億年）に完了したと考えられています。

07

の距離を測定することです。遠方銀河の距離: MACS1149観測ターゲット
JD1を測定する方法は大きく分けて二つあります。

本研究の観測ターゲットは、MACS1149-JD1で強く光るスペクトルです。本研究

一つ目はライマンブレイク法（★04）です。

と い う 名 前 の 銀 河 で す。MACS1149+2223

では、二階電離した酸素が出す静止

この手法は撮像データから多数の遠方銀河のという重い銀河団の背景にあるため、強い距離を効率良く推定できる一方で、距離に不重力レンズ効果（★06）を受けた、見かけ定性が残ります。もう一つの方法は輝線を分上明るい遠方銀河です（図01および脚注参

光する方法で、正確な距離を測定できます。

照）。この天体は、本研究の共同研究者でも遠方銀河の探査は世界的な競争が続いておあるウェイ = ジァン（アメリカ ジョンズ・ホ

り、多くの研究者が最遠方銀河の輝線を分光

プキンズ大学）らによって、2012年に発見さしようと奮闘しています。近年、アルマで宇れました。ハッブル宇宙望遠鏡（以下 HST）

宙再電離期の [OIII] 輝線を分光する研究が大およびスピッツァー宇宙望遠鏡（以下スピッ

きく花開きました。この背景を振り返ってみツァー）の撮像データを利用し、前述のライましょう。伝統的に遠方銀河の分光に使わマンブレイク法で赤方偏移は z = 9.6 ± 0.2

れてきたのは、紫外線帯にある水素ライマと推定されました。しかし後になって、HST

ン α 輝線でした。しかし、宇宙再電離期の銀とスピッツァーのそれぞれで質の高い撮像

河では、この輝線が弱くなり、観測が困難だ

データが得られると、実は距離の不定性が大と分かっていました（★05）。そこで着目さきい（z = 9.0 – 9.8）ことがわかりました（川れたのが [OIII] 輝線です。近傍の矮小銀河で

俣ら2016年など）。やはり正確な距離を決定

は、[OIII] が強いことが分かっており、遠方するためには、輝線の分光観測が必要です。

性質を調べる上での第一歩は、遠方銀河まで

業大学の井上昭雄准教授らは、2014年に理論研究を行い、アルマで宇宙再電離期の銀河か★01

輝線は、物質に特有の波長

系波長88マイクロメートル（μm；-6マイクロは10 ）の輝線を観測しました。記号で [OIII] と書きます。

★02 宇宙膨張による光の波長の伸びを表す指標です。遠方から放たれた光の波長は、1+z 倍に伸ばされて私たちに届きます。

★ 03

距離は宇宙論パラメー

タ に 依 存 し ま す。 こ こ で は H0 =67.3km/s/Mpc, Ωm = 0.315, Λ =0.685：Planck 2013 Results を採用しました。

★04 ラ イ マ ン ブ レ イ ク と は、
銀河間ガスによって作られる9121216 Åより短波長側に見られる銀河の連続スペクトルの鋭い落ち込みです。このライマンブレイクの長波
長側と短波長側をそれぞれ広帯域フィルターで測光して距離を推定す

銀河は近傍の矮小銀河に似た性質を示すと予想されています。このことに注目した大阪産★ newscope ＜解説＞

アルマで検出された最遠方の酸素（成果 1）

ら [OIII] が検出可能だと予想しました。そしアルマ観測は2016年3月から2017年4月のて2016年に、井上氏の率いるグループが、宇間にかけて、合計で約5時間行われました（PI

宙再電離期（赤方偏移 z = 7.21すなわち131：井上昭雄）。アルマで一度に観測できる周億光年かなた）の銀河から初めて [OIII] の検

波数帯、つまり赤方偏移の幅には限りがあり

出に成功しました。この成果はサイエンス誌

ます。このため、4つのチューニングを用いに掲載されました。さらに2017年には、ロンて観測を行い、z = 9.0 – 9.8 という誤差範囲

ドン大学のニコラ = ラポルテ氏率いるグルーをカバーしました。図03は [OIII] の空間分布

プが、z = 8.38（132億光年かなた）の銀河で図（左）と [OIII] 付近のスペクトル（右）で[OIII] 輝線の検出を報告しました。

す。この空間分布図を見ると、アルマで検出

この記事で紹介する成果は、これらの研究した [OIII] の位置と HST で見ている紫外光のが土台になっています。本研究は、前述した

位置が良く一致しています。輝線検出の優位

大阪産業大学とロンドン大学のグループをは

性は7.4σ と高く、スペクトルから z = 9.1096

じめとした国際研究チームで行われました。

± 0.0006が得られました。これは最も遠い切磋琢磨の中で得られた成果だったのです。

酸素の検出であるばかりでなく、輝線から正ることができます（天文学辞典参照）。

★05 宇宙再電離が完了する前の時代（およそ z > 7）では、ライマ
ン α 光子が銀河間空間に浮かぶ中性
水素ガスによって散乱され、私たちまで届きづらくなります。

★06 背景の天体から出た光が、前景の銀河や銀河団の重力場によって曲げられる現象です。

★07 Spectral Energy Distributionを略して SED と言います。多数の多様な星からなる銀河の SED からは、その銀河を構成する星の種類を知ることができます。星の種類がわ
かれば、現在星形成が活発に行われているのか、星形成がごく最近停止
したのか、または星形成活動が起きていたのはずいぶん昔なのかなど、その銀河の星形成史を推定できます（天文学辞典参照）。本研究では、
HST は静止系紫外域、スピッツァー
は静止系可視域、アルマは静止系遠赤外域の光を、それぞれ見ています。

図03 アルマで検出された酸素輝線の様子。（左）白色のコントアはアルマで取得した [OIII] の空間分布を示します。
背景のカラー画像は、HST で取得した紫外光。（右）[OIII] 輝線付近のスペクトル。z = 9.11 に強いピークがあります。

08

確に距離の求まった天体としても最遠方です。
そしてアルマが初めて最遠方銀河の記録を打ち立てた成果でもあります。

2.5 億年後に星を作
ビッグバン
り始めていた（成果 2）
さらに私たちは、MACS1149-JD1の多波長スペクトルエネルギー分布（SED：★07）を解析し、観測時点より過去の星形成史を解明しました。この結果、MACS1149-JD1は観測時点で既に成熟した天体であることが分かりました。宇宙初期の銀河は平均的には若いことが予想されるので、意外で興味深い成果です。このことを詳しく見てみましょう。
SED を構築するため、私たちはアルマの
酸素輝線データや赤外連続光データに加えてHST、超大型望遠鏡（以下 VLT）、そしてス
ピッツァーの撮像データを利用しました（図04）。MACS1149-JD1の SED の 興 味 深 い 特
徴は、スピッツァーの2つの波長（3.6 μm と4.5 μm）の測光強度に段差が生じている点で

図04

MACS1149-JD1の SED。[OIII] 輝線は現在の星形成活の情報を与え、SED は貴重な
過去の星形成活動の情報を含んでいます。図の SED は、古い星成分が12 < z < 15の1億年の間で星形成をしていたと仮定した場合の結果（図05の赤実線を参照）です。a：黒色の四角形は、左から HST F125W、F140W、F160W のデータ、VLT/HAWK-I の Ks バンド2σ 上限値、スピッツァーの3.6 μm、4.5 μm のデータをそれぞれ示します。横方向の誤差棒は各フィルターの観測
波長範囲を表し、縦方向の誤差棒は測定値の1σ 誤差です。赤色の実線はモデルスペクトルを表し、黄色のクロス印（x）はこれに対応する等級です。青色および黒色の実線は、それぞれ若い星と古い星による寄与を表します。b：黒色の四角形はアルマで観測された [OIII] 輝線フラック
スで、1σ は誤差棒で示されている。黄色のクロスはモデルで再現された [OIII] フラックス。c：
黒色の四角形はアルマで観測された赤外連続光の2σ 上限値で、黄色はモデルで再現された赤外連続光。

す。これまでの研究では、MACS1149-JD1の距離に不定性があったため、この段差の解釈

図05 過 去 の 星 形 成 史 が MACS1149JD1の SED を再現するために必要であることの実証。MACS1149-JD1の（a）星形成、（b）星質量の集積、そして（c）バルマーブ
レイクの成長の歴史を宇宙の時間進化に沿って 示 し た も の。F4500 と F3600 は 静 止 系
4500Åと3600Åにおけるフラックス密度を表す。各パネルで青色一点鎖線、緑色破線、赤色実線はそれぞれ、古い星成分が0.1億年、2億年、1億年の期間に星形成をしたと考えたモデルに対応する。どのモデルも z = 9.1 の時点で観測されたバルマーブレイク（パネルc の黒丸）を再現できる。論文では赤色実線の場合を基準モデルとして扱った。

は複数あり決着がついていませんでした。本
研究では、詳しい解析の結果、この段差はバ
ルマーブレイク（★08）という古い星から出た光が寄与していることを明らかにしました。一方で、アルマで検出された [OIII] 輝線
は、現在も活発な星形成活動が起きていることを示唆しています（★09）。これらの特徴を単一の星種族によって説明することは困難です。代わりに、この銀河を古い成分と若い成分の2種族が存在すると考え、図05のような3段階の星形成史を仮定すると、SED を整合的に説明できます。①まず1回目の星形成を行い、多くの星を形成します (z ～15 – 12)。
ここで作られた星が古い成分に対応します。
②やがて寿命を終えた星が超新星爆発を起こし、一旦星形成を止めバルマーブレイクを徐々に成長させます (z ～12 – 9)。③そして、（z ～15）には星形成を始めていたことが明ら爆発によって吹き飛ばされていたガスが銀河

かになりました。HST を用いた従来の研究

本体の重力によって再び集まり、132.8億年

では、z ～15という宇宙最初期の星形成を調吸収が束縛 - 束縛遷移による離散的前に二度目の星形成が始まり、いまその姿をべることは不可能です。本研究は、最初期のな吸収から束縛 - 自由遷移による連見ているわけです（z = 9.11）。このようにし星形成に初めて知見を与えた点で大きな科学

続吸収へと変化する波長で見られるて、MACS1149-JD1はビッグバン後2.5億年的な意義があります。

★ newscope ＜解説＞
★08 水素原子のバルマー系列の連続スペクトルの段差。B 型星からA 型星で顕著に見られる。
（天文学
辞典）

★09 若い大質量星から放たれた
紫外光によって、酸素は二階電離し●論文掲載“The onset of star formation 250 million years after the Big Bang”, T. Hashimoto et al. (2018), Nature,
557, 392

ています。

09

研究トピックス 3

124億光年かなたのモンスター銀河
但木謙一（国立天文台、
日本学術振興会
特別研究員）

モンスター銀河の発見
新月の夜に、都会から離れた暗い場所で空を見上げると天の川を見ることができます。
天の川は実際には川のような姿をしておらず、
1000億個以上もの星々が集まってできた円盤形の銀河です。私たちに身近な太陽もこの
天の川銀河にある星の1つです。天の川銀河
では年間で太陽1個分に相当する星が新たに生まれていますが、モンスター銀河ではその1000倍ものペースで星が生まれています。
天文学者は可視光線・赤外線・電波など様々な波長で観測を行いますが、モンスター銀河は赤外線と電波の間にあるサブミリ波（1 mm 前後の波長）での観測によって見つけることができます。ろくぶんぎ座やしし座の近くにある
COSMOS（コスモス）と呼ばれる天域で★01、サブミリ波カメラ AzTEC（アズテック）★02
を使った大規模探査を行い、発見された50個のモンスター銀河候補天体の中で最も明るかったのが COSMOS-AzTEC-1です。サブミ
リ波の観測では銀河内にある星に熱された塵からの光を捉えており、サブミリ波で明るけ
れば明るいほど、その銀河の中ではたくさんの星が作られていることになります。
その後の観測によって、COSMOS-AzTEC-1

10

アルマ望遠鏡で捉えるモンス
ター銀河の姿★ newscope ＜解説＞
★01 COSMOS（コスモス）
天域

は地球から124億光年離れた距離にあるこ

COSMOS-AzTEC-1や他のモンスター銀河

The Cosmic Evolution Survey（宇とがわかりました。また他のモンスター銀では、塵がサブミリ波で明るく光っています

宙進化探査）の略称で、ろくぶんぎ

河の多くも90–120億光年離れた、すなわちが、その光の多くは銀河の中心から5000光年座やしし座方向にある2平方度（満90–120億年前の宇宙にあることがわかって程度の範囲に集中していることがこれまでのいます。モンスター銀河は90–120億年前こ研究によってわかっています。天の川銀河のそ活発に星を作っていますが、現在の宇宙で中心から太陽系までの距離が2万6000光年なはすでに星作りを止め、巨大楕円銀河としてので、モンスター銀河で作られる星の多くは存在していると考えられています。星が集中心の狭い領域に集中していることになりま

まってできた天体が銀河ですが、その銀河もす。どうしてモンスター銀河の中心でこれほまた集まって銀河団を形成しており、その銀

ど猛烈な星形成活動が起きているのか、その河団の中心に存在しているのが巨大楕円銀河

理由はまだ明らかになっていません。その謎です。そのため初期宇宙のモンスター銀河をを探る鍵となるのは「分子ガス」です。星はを発見した当時は、ハワイ島のマウ調べることは、巨大楕円銀河ひいては銀河団

分子ガスが高密度に凝縮した分子ガス雲から

ナケア山頂にあるジェームズ・クの誕生と進化の歴史を紐解くことにつながり誕生します。従って星の材料となる分子ガス

ます。

の分布を示す詳細な地図を得ることができれ月の約10倍の広さ）の天域。100
億光年以上かなたにある銀河や巨大
ブラックホールなどを研究するために、すばる望遠鏡やハッブル宇宙望
遠鏡など世界中の望遠鏡を使って集中的に観測を行っている。

★02 サブミリ波カメラ AzTEC
1.1 mm または2.1 mm の波長帯の電磁波を観測することができる144画
素のカメラ。今回のモンスター銀河

ラーク・マクスウェル望遠鏡に搭載されていた。

ば、モンスター銀河で星がどのように生まれているのか知ることができるかもしれません。
しかしながら120億光年以上も離れた銀河における分子ガス地図を得ることは、簡単ではありません。遠方にある銀河はとても小さく見えるので、それを分解できるほど高い解像度の観測を行う必要があります。また銀河自体もたいへん暗いため、詳細な地図を描くには高い感度が必要となります。そこで、高い感度と解像度を併せ持つアルマ望遠鏡の出番です。アルマ望遠鏡では、複数のアンテナ
を広い範囲に配置することで、1つの巨大な望遠鏡のように高い解像度の観測を可能にします。今回国立天文台の研究者を中心とする国際研究チームは、アルマ望遠鏡のアンテナ群の配置を最大に広げた状態（アンテナ展開
範囲16 km）で観測して高い解像度を実現し、また解析に必要な較正用のデータを含めて合計14時 間 に わ た っ て COSMOS-AzTEC-1を観測し続けることで非常に弱い電波まで捉え、超高感度・高精細な分子ガス地図を取得する
ことに成功しました。これは、非常に遠方にあるモンスター銀河の分子ガス地図としては、
これまででもっとも高解像度のものとなりました。
図01が ア ル マ 望 遠 鏡 を 用 い て 観 測 し た
COSMOS-AzTEC-1の一酸化炭素分子（CO）の分布を示す地図です。分子ガスの多くは水素分子（H2）なのですが、残念ながら水素分

図01 （左）アルマ望遠鏡の観測によって得られた COSMOS-AzTEC-1の分子ガスの分布を示した地図。白い領域ほど分子ガスが多く集まっており、黒い領域は分子ガスがないことを意味しています。矢印の位置でガスの塊が発見されました。Credit: ALMA（ESO/NAOJ/NRAO）
図02 （右）アルマ望遠鏡の観測によって得られた COSMOS-AzTEC-1の分子ガスの運動を示した地図。赤い領域は分子ガスが地球から遠ざかっている運動、青い領域は近づいている運動、緑の領域はその中間の運動をそれぞれ意味しています。

子は明るく光らないので、その次に多く存在している一酸化炭素分子の観測を通して、分見された2つの分子ガスの塊でも星生成活動

子ガスの量や性質を調べることができます。

が活発になっているはずです。しかしある程COSMOS-AzTEC-1では、分子ガスの大部分度の星ができると、星から噴き出す風や寿命★03 星から噴き出す風や超新星爆発の衝撃波

が銀河の中心から5000光年程度の範囲に集を終えた星が爆発する際（超新星爆発）の衝

星の表面から物質が星間空間に放出中していることがわかりました。モンスター

撃波★03などが重力にあらがう圧力として機銀河では、塵の観測から中心部分で活発に星能するため、分子ガス雲はつぶれることがでが生まれていることがすでにわかっています

きず、星が生まれにくくなります。このよう際にも超新星爆発によって、衝撃波から、星の材料である分子ガスも同様に中心部に、銀河における星形成活動は、ほどよいを生じる。これらはともに星間空間に集中していることは珍しいことではありませ

ペースに自動的に落ち着くと考えられます。

ん。ところが COSMOS-AzTEC-1では、中心

今回のアルマ望遠鏡の観測データからこのから離れた位置にも大きなガスの塊が2つある

分子ガスの重力と圧力の大きさをそれぞれ測ことがわかりました。なぜこんなところにガ

定することができます。分子ガス雲の重力とスの塊があるのでしょうか？

このガスの塊いうのは分子ガスの質量（正確には単位面積にこそ、モンスター銀河がモンスターたるゆ

当たりの質量）に関係していますので、図01

えん、すなわち爆発的に星が生まれている秘の分子ガスの分布を示す地図から場所ごとの密が隠されていたのです。

重力の大きさを知ることができます。一方でvs 分子ガスの分子ガスの重力圧力★ newscope ＜解説＞

される流れを星風と呼び、大質量星
ではその速度は1000 km/s に到達する。また大質量星は寿命を終えるにある分子ガスが自らの重力によって潰れようとするのを妨げる働きをする。もし星風や超新星爆発の衝撃
波がなければ、分子ガスはすぐに潰れ、次から次へと星になるが、多くの銀河では実際に観測される星形成
活動と整合がとれなくなってしまう。しかし今回のモンスター銀河では猛烈な星形成活動が観測されており、分子ガスの重力が勝っていても不思議ではない。

一酸化炭素分子の観測では、分子ガスの運動についても調べることができます。図02はその一例で、分子ガスの視線方向の速度を示しています。右上から左下にかけて赤→緑→

濃く集まった分子ガス雲は自らの重力に青と色が徐々に変わっているのは、分子ガス

よってつぶれ、たくさんの星が生まれます。

が回転運動をしていると考えることができまモンスター銀河の中心から離れたところで発す。また回転運動とは別に、分子ガスの動き
11

の激しさ（乱れ具合）も測定することができ

間接的に支持しています。このようにモンスます。この乱雑な運動は星や超新星爆発からター銀河にある分子ガスは星が生まれやすい

吹き出す衝撃波と関係していると考えられる状態にあり、結果として星形成活動のペース

ので、重力にあらがう圧力の大きさを知るこが天の川銀河の1000倍にもなっているのだとができます。

と考えられます。

アルマ望遠鏡で124億光年かなたにあるモ

今回観測したモンスター銀河はたった1つ

ンスター銀河 COSMOS-AzTEC-1を観測し、ですが、宇宙には他にもモンスター銀河が分子ガス雲がつぶれようする重力とそれにあ存在しています。今回の観測結果がモンス

らがう圧力をそれぞれ測定した結果、重力がター銀河全般に言えることなのか、それとも勝っていることがわかりました。中心から

COSMOS-AzTEC-1特有のことなのか、今後離れたところで発見された2つの分子ガスののアルマ望遠鏡の観測にご期待ください。

塊の存在も分子ガスがつぶれつつあることを

12 mくんと
7 mくんが大活躍！
アルマ望遠鏡広報の新しいチャレンジとして、今年度からマンガを内製し活用しています。このコーナーで掲載している
マンガは、観測成果を twitter（@ALMA_
Japan）で紹介するために作成したものです。日本製の12  m アンテナと7  m アンテナを模したキャラクター（名前は、とりあえず「12  m くん」と「7  m くん」）のやり取りを通じて、わかりやすく親しみやすいかたちで研究の中身を解説しています。
twitter では、観測成果の紹介のほかにも
電波天文学特有の概念を解説したり「よくある質問」に答えたりするマンガを掲載しています。たとえば、「なぜ電波観測で、宇宙にある物質の種類がわかるのか？」「ど
うしてガスが回っているとわかるのか？」といった質問が、twitter を通して投げかけられたことがあります。タイムリーに答えられるわけではありませんが、こうした質問をストックしておいて次のマンガのネタにします。
さらに、今年の「三鷹・星と宇宙の日」でもキャラクターたちは大活躍。ヨーロッパ製・アメリカ製アンテナ、さらにはビクー
ニャも総出でハロウィン風のいでたちで皆さんをお迎えしました。

★キャラ紹介：左から7 m くん、12 m くん。
アメリカくん、ヨーロッパくん。かぶっている帽子の形に、実際の各アンテナの特徴を反映させています。
▲

三鷹・星と宇宙の日にはプレスリリース解説マ
ンガをポスターでも掲示。 子 ど も で も 関 心 を持って読んでくれました。

▼

ドップラー効果の解説。

▲

分子が電波を出す
メカニズムの解説。

▲

はやぶさ2のリュウグウ
到着に合わせて出したマンガ。小惑星もアルマ望遠鏡の観測ターゲットであることを伝えました。ちな
みにこれがきっかけで、
宇宙科学研究所ウェブサ
イトの『こちらはやぶさ
2管制室（こちはや）漫画版 Vol.4』にアルマ望
遠鏡と阪本成一 チリ観測所長に似た「サケモト先生」が登場。

●論文掲載“The gravitationally unstable gas disk of a starburst galaxy 12 billion years ago”, K. Tadaki et al. (2018),
Nature, 560, 613

12★これまでの作品は、twitter で「マンガでわかる
アルマ望遠鏡」と検索するか、

https://alma-telescope.jp/education へ。

第Ⅱ部

コンピューティングチームスタッフに聞く！

アルマ望遠鏡のコンピューティングチームは、どのような業 務 を 行 っ て い る の で し ょ う か。 ま ず、 東 ア ジ ア・ コ ン

ピューティングチームマネージャの小杉城治さんに全体像を紹介していただきましょう。

●インタビュー（文・写真）

川村 晶（星の手帖社）

13

小杉城治
KOSUGI George

チリ観測所 准教授
東アジア・コンピューティングチームマネージャ

アルマを動かす縁の下の力持ち、それがコンピューティングチームです14

私は、 アルマの 運 用に必 要な

ウェアの機能を見ていくと、観 測

進めたり、電波サイエンスアーカイ

あらゆるソフトウェアを作ってきたプロポーザル作成や申請、採択プ

ブの構築を野辺山観測所や VERA

コンピューティングチームのマネー

ロポーザルから観測手順の作成、プロジェクトと進めたり、すばる望

ジャーです。54台の12 mアンテナ、観測手順に従った観測実行、観測

遠鏡の診断用ステータスデータベー12台の7 mアンテナ、アンテナに積

データの収集と保管、観測データのスの構築や HSC（Hyper Suprime

まれた受信機群、スパコンに匹敵

解析と品質保証、研究者へのデー

Cam）の解析データベースの高速する2台の相関器など、科学観測やタ配信などが挙げられますが、これ化をハワイ観測所と検討したり、天運用に必要なあらゆる「もの」をつら全ての機能がわれわれが作ってき文データセンターとJVO（Japanese

ないで、システムとして動かしている

たソフトウェアによって実現されていVirtual Observatory）でアルマデーのがソフトウェアです。また、観測るのです。

タの可視化を進めたりしています。

時にオペレータが操作をおこなう観日本のアルマコンピューティング

また、台外機関では、統計数理研

測制御システム、研究者が観測プ

チームは、大きく4つのサブチーム

究所と協力してアルマデータの干渉

ロポーザルの作成に使う観測準備に分かれて活動しています。日本が計イメージングに使える新アルゴリ

ツール、研究者が科学データを検開 発したモリタアレイ（Atacama

ズムの実証や実装をおこなったり、索して取り出すサイエンスアーカイCompact Array：ACA）の主要な構

国立情報学研究所とはアルマデー

ブ、取り出したデータを解析処理す成要素であるACAアンテナやACA

タアーカイブのクラウド化の可能性

るデータ解析ソフトウェアなど、ソ

相関器の制御ソフトウェアを扱う制を検証したりしています。

フトウェアは人とアルマをつないで御チーム、データ解析ソフトウェア

コンピューティングの世界は変化います。

を扱う解析チーム、計算機インフが早く、常に視野を広く持たなけれ

国立天文台と共同でアルマを運

ラやその上で動くサービスを扱うシばなりません。アルマの外との連携用しているアメリカ国立電波天文

スアドチーム、アルマのサイエンスはその一環であり、アルマで培った台（NRAO）、ヨーロッパ南天天文データアーカイブを扱うアーカイブ

経験を生かす場でもあり、更に、台（ESO）、更にチリ合同アルマ観チームです。1つのチームだけに所新しいことにチャレンジする場にも測所（JAO）にもコンピューティン

属して専門性を極める人もいれば、なっています。このような活動を通グチームがあり、われわれのチーム

幾つものチームにまたがって広く活じて、観測や研究を支える新たなアと共に1つの統合コンピューティング

躍している人もいます。

イデアが芽吹いていきます。

チーム（ICT：Integrated Computing

それに加えて、国立天文台内のTeam）として協調しつつ、アルマ他プロジェクトや台外の他機関とので使われるソフトウェアの開発や連携も積極的に進めています。台運用・保守をおこなっています。観

内プロジェクトでは、TMTのソフト

測所の運用サイクルに沿ってソフト

ウェア開発をTMT 推進室と合同でインタビュアーは、
わたくし川村晶が担当します！

イラスト：藤井龍二

小 杉さんに Inter v iew

仕事の原動力は、みんなに見せたい。
自分でももっと見たい。
日本のアルマ望遠鏡コンピューティング

び、ハレー彗星の光度観測などの実習を重小杉さんも共著者の近刊書籍。すばる望
遠鏡のソフトウェア
開発のようすが描かれます。

チームでは、現在18名が業務に携わっていねました。また、大学院時代には京都大ます。アルマ望遠鏡の観測が始まったから

学大宇陀観測所で、活動銀河の観測研究といって、それに関わるコンピューティングにいそしんだといいます。そこには、口径の仕事がなくなるわけではなく、新規のソ60 cm 望遠鏡、CCDカメラ、分光器などがフトウェア開発はもちろん、ハードウェアのありましたが、さまざまな機器がまだまだです。

メンテナンスからアーカイブの運用など、さ電子化されていない時代。そこで小杉さん「これまでさまざまな望遠鏡や観測装置のまざまアップグレードが続けられているのでは望遠鏡の駆動系をはじめ、いくつもの観立ち上げに関わってきましたが、仕事でいす。そして、そのコンピューティングチーム

測機器を連携させる観測システムの構築にちばん楽しいと感じるのは、どんなシステのメンバーを束ねているのが小杉城治さん

携わり、「天文学は手作りなんだな」と感ムでもファーストライトの時です。すばるです。

ングに関わる仕事を続けることになったのじながら電子化を進めていったそうです。

望遠鏡でもその現場にいましたし、アルマ

横浜育ちの小杉さんですが、小学生の時

もちろん、観測機器を制御するのは、コン望遠鏡でも初期のころから実際に動き出に高松へと引っ越すことになりました。高

ピューターとソフトウェアですから、すでにすまでを見てこられたのは、とてもうれしい

松は大きな街とはいえ、横浜よりははるか

小杉さんはコンピューティングの道を歩みことですね」という小杉さん。アルマ望遠にきれいに見える星空をとても身近に感じ始めていたということでしょう。

鏡でも、最初に完成した日本製の12 m パていたそうです。そして、小学校が主催す

その後、岡山天体物理観測所でも同様

ラボラアンテナではじめて天体からの電波る天体観察会にも参加するなど、すっかりなシステムを組み上げ、実際に観測も行っを受信した瞬間を山麓施設で立ち会った

天文少年へと育っていきました。中学生にてきました。さらには、すばる望遠鏡の立そうです。

なった小杉さんは、口径6 cm の天体望遠ち上げにも参画し、1997年から8年ほどを少年時代に土星を独立発見（！）した

鏡を買ってもらい、自宅のベランダで何気

ハワイ観測所で過ごします。もちろん、そ時、「きれいなものをみんなにも見せたい、なく明るい星に向けました。その星は、なれまでの経験を活かして、望遠鏡やその他

自分でももっと見たいと思いました」と小んと偶然にも土星でした。そのアイピース

観測装置の制御、データの管理など、コン

杉さんはいいます。その体験が、アルマ望の中の土星を見て、「小さいけれど輪も見え

ピューティングの仕事をこなしていきました。

遠鏡の仕事への原動力となっているのでて、きらきら輝いていて、こんなにきれいな「すばる望遠鏡のシステムは規模が大きい

しょう。これからも研究者へ観測データをものなのか！」と、ほんとうに感動したそうですが、大宇陀や岡山のシステムがその雛届けるため、そして多くの人々に宇宙へのです。今でも小さな天体望遠鏡を所有して形になったと思っています。すばる望遠鏡

興味を抱かせるきれいな天体画像が取得いて、時々はご家庭でお子さんにも星を見も実際の観測が始まり、続いてALMA 推

できるように、小杉さんはチームと共にコせているそうです。

進室へ着任しました」という小杉さんは、ンピューティングでアルマ望遠鏡を支えて

2005年からアルマ望遠鏡のコンピューティ

いくことでしょう。

さらに小杉さんは大学で宇宙物理を学

01 小杉さんのデスクは、スタッフと一緒の大部屋の一角に。
自身のソフト開発はもちろんのこと、チームの取りまとめ役としても多忙な毎日。

02 12 m アンテナ1号機でのファーストライトで皆既月食を観測。下段の可視光の画像は、自前のカメラと望遠レンズを用い、小杉さんによって撮影されたもの。

15

16

17

●小杉城治さん（東アジア・コンピューティングチームマネージャ）の紹介にあったように、人とアルマを繋ぐあらゆるソフトウェ
アを作ってきたコンピューティングチームの仕事はじつにさまざまですが、大きく分けると・モリタアレイの主要な構成要素であるACAアンテナやACA 相関器の制御ソフトウェアを扱う制御チーム
・データ解析ソフトウェアを扱う解析チーム
・計算機インフラやその上で動くサービスを扱うシスアドチーム
・アルマのサイエンスデータアーカイブを扱うアーカイブチームの4チームに分かれます。これに TMTとの連携を加えた5つにチーム分けして、総勢16人のメンバーを紹介していきましょう。

●制御チーム19p 渡辺 学「画像とスペクトルを紡ぎだすソフトウェア開発」
20p

芦田川京子「豊かに実ったデータの畑で収穫作業」

21p

臧 亮堅「特殊スパコン「相関器」を操るソフト開発」

中村京子「日進月歩のソフトウェアを見守る試験官」「観測好機をとらえるためのコンピュータメンテナンス」●解析チーム
22p
23p

中里 剛「CASAとPipelineで、データの原石が光り輝く」
川崎 渉「ソフトウェアでデータを魅せる」
西江純教「138億光年の道も一行のソースコードから」

24p

ルノー ミエル（Renaud Miel）「空とアンテナをつなぐデータ処理」●システムアドミニストレータ
25p

加藤禎博「すべてを支えるコンピュータシステムの番人」

26p

池田惠美「複雑なコンピュータシステムを整理整頓」●アーカイブ
27p

小林剛志「全員で作り上げた最終成果物 観測データをお届け」
森田英輔「新発見の種が詰まった宝箱 データアーカイブ」●制御/TMT 連携
28p「星の数ほどの計算をGPUで高速に処理」
中本崇志「宇宙からのメッセージを読み解くソフト開発とシステム設計」

29p

18

吉野 彰「価値あるデータの山の中を、効率よく歩き回るために」渡辺 学

WATANABE Manabu
チリ観測所 主任研究技師
コンピューティングチーム・サブリーダー（制御）

画像とスペクトルを紡ぎだす
ソフトウェア開発
アルマ望遠鏡は天体から地球に届

国立天文台はアルマ望遠鏡モリタ

ます。電波を周波数ごとに分けるこ

く電波をアンテナで受信して観測するアレイ（ACA）の16台のアンテナを建とを分光といい、分光計とは分光を

電波の望遠鏡ですが、その中でも電波設しました。ACA のアンテナで受行う装置のことです。私たちのチー

干渉計という種類のものです。電波

信した電波からビジビリティを計算

ムは韓国天文宇宙科学研究院との国干渉計は、天体からの電波を多数のするために開発した専用スパコンが際プロジェクトとしてACA 用の分光計アンテナで同時に受信して、別々のア

ACA 相関器です。ACA 相関器を制（ACA分光計）を開発しており、2020

ンテナで受信した電波どうしをかけ算御したり ACA 相関器が計算したビ

年に完成する予定です。ACA 分光計

します。離れたアンテナで同時に受信ジビリティをアーカイブ装置に送っはコンピュータゲームなどでも使われした電波どうしをかけ算すると空間的たりするのは別のコンピュータが行る市販の GPU（グラフィックボード）な分解能（＝視力）が上がります。かいます。私たちのチームはこのコンで計算するのが特徴で、GPU を利け算の結果を「ビジビリティ」といい、ピュータのソフトを開発しました。

用することで高性能な分光計を安くビジビリティを数学的に処理すると元ところで、天体からの電波にはさの天体の姿を精細に復元できるのです。

まざまな周波数の電波がまざってい

ACA相関器の寿命が尽きるまで
ソフト開発は続きます

早く作ることを狙っています。

渡 辺さんに Inter v iew
なければならない機能も多く、相関器のハードウェア開発者やアルマ望遠鏡全体のシステム制御のソフトウェア開発者とアルマ望遠鏡コンピューティングチー
ムで ACA 相関器のソフトウェア開発を

アルマ望遠鏡との関わりは。」という渡も連携して作業を進めてきました。もち辺さん。

ろん、山麓施設に設置されたあと、現地で行ってきたのが渡辺学さんです。実は、まだ日本が正式にアルマ望遠鏡の共同

アルマ望遠鏡に関わる人材の中では、一建設に加わっていない2002年、試作さ科学観測が始まってから早くも数年が風変わった経歴をお持ちです。大学ではれたパラボラアンテナをコンピューター

過ぎ、アルマ望遠鏡は目を見張る成果を挙

原子核物理を学んだ渡辺さんは、人工知で制御のためのプログラムを書くことがげていますが、まだまだ ACA 相関器のソ能に興味があったことからその研究開発

最初の仕事だったそうで、翌年には当時

フトウェアの開発は続くのでしょうか？

を行うソフトウェア会社に就職したそう上司だった故森田耕一郎先生に同行して、 「アルマ望遠鏡は野心的な挑戦でもありです。そこで、ソフトウェア開発の修行

アメリカのソコロでのパラボラアンテナ

ますし、相関器に関しては欧米と競合すをしていましたが、バブル景気に終わりのテストにも出向いています。

るものなので、日本の相関器の優れていが見えてきたころ、知人の紹介で短大の「最初は、パラボラアンテナの制御ソフるところを見せたいですよね。定期的な専任講師へと転身。そこで数年間、学生

トがうまく動かなかったりもしましたが、ソフトウェアのアップデートもありますに向けて実務ソフトウェアの講義を行っそのときの仕事が認められたのでしょう

し、世界に一台しかないアルマ望遠鏡でてきました。さらにその後は独立、フか、そこから本格的にアルマ望遠鏡の仕すから、新しい観測手法が考案されれば、リーランスのプログラマーを生業として事に関わることになりました」。

仕様の追加もあります。開発は相関器

いたそうです。

正式にアルマ望遠鏡を日米欧での共同の作業を何度もされてきたそうです。

ハードウェアの寿命まで続きます」。

「そのころ、野辺山宇宙電波観測所でソ建設とすることが決まった2004年からは、

現在は、さらに ACA の12 m アンテナ

フトウェア開発を行っていた知人から、ACA 相関器のソフトウェアの開発を担当用分光器のソフトウェアの開発に携わっ

アルマ望遠鏡の計画がスタートするにあしたそうです。日本の ACA 相関器は、すているという渡辺さん。アルマ望遠鏡のたって、プログラマーが必要だから、とでに先行して開発されていた欧米の相関器仕様追加への取り組みが、次の新たな発声をかけられました。そこからですね、とは方式が異なるため、独自に盛り込ま

見につながることに期待しましょう。
19

芦田川京子ASHITAGAWA Kyoko

チリ観測所 研究技師
コンピューティングチーム（制御・アーカイブ）

豊かに実ったデータの畑で収穫作業

今までのアルマの観測データが全るデータベースが整理されているこ

ウェア開発から始まり、アルマソフ

部入っているのがアーカイブです。

とが重要になってきます。観測で得トウェア全体の統合試験をするよう

元々アルマでは観測提案をした人がられた生データは必ずしも検索に適になって、日本製相関器制御ソフト

自分で観測しないですむようになってしたフォーマットではないので、そウェアを現地環境へ統合しつつチリいますが、そのデータをアーカイブとしこから必要な情報を抜き出したデーのコンピューティングチームの一員て公開することで、誰でもダウンロー

タベースを作り、素早く検索できるとして立ち上げ期の観測運用にもかドして論文のネタにできることになっようにする…そのために今、私が開かわりました。その頃に初めてリています。とはいっても、どんなデー発に参加しているのが「Harvester」

リースされた Harvester を試験した

タがあるのか…。自分が提案した観と呼ばれるソフトウェアです。畑にこともありました。自分が数年後こ測でなくても、電波天文が専門でなく実った観測データを、消費者であるれを担当することになろうとは…。

ても、気になるデータが簡単に見つ

天文学者の皆様にお届けできるよう数年後もこれをやっているとは思えかるといいですね！

収穫しているのです。

ないのですが、宇宙を観るお手伝いということで検索インターフェースを工夫するのアルマで働いて10年が過ぎましはもちろんですが、内部で持っていた。日本製アンテナの制御ソフトをしていることに変わりはないで
しょう。

中村京子

NAKAMURA Kyoko
チリ観測所 技師
コンピューティングチーム（制御）

日進月歩のソフトウェアを見守る試験官

20

IRM（Integration and Releaseなど、様々なソフトウェアが、間違組みも進めています。幸いなことにManagement）というグループで、いなく動作することをテストを通し

近年、テストの自動化に関する新たアルマソフトウェアのテストを担当て確かめます。

な技術が続々と出てきていますのしています。ソフトウェアテストとメンバーは、本部のチリ、日本、で、それらをいち早く取り入れて活は、開発者がプログラムしたソフト

アメリカ、ヨーロッパに分散してお用しています。いろいろな最新技術

ウェアが、期待した通りに働くこと

り、手分けをしてテストをしていまに触れられるのはありがたいと同時を確認する作業のことです。アンテ

す。アルマでは、ソフトウェアのリに、それらを次から次へと覚えて使ナを正確に動かし、目的の天体デー

リースは開発段階では半年ごとでし

いこなさなければならないのが少々タを取り込み、それらデータを加工たが、運用中の今は月ごとになってプレッシャーにもなっていますが、し、データベースに保管するといういます。これに対応して、テストもこのような仕事ができるのも、アル一連の観測動作を行ったり、また観毎月実施していますが、テスト項目

マのような国際プロジェクトに参加

測状況をモニターしたり、観測にかが多い上に、どのリリースでも毎回しているおかげもあるかな、と思っかわる多様な情報を収集・記録した行わなければならないテストもあるています。

り、さらには観測準備を支援したりため、テスト自体を自動化する取り臧 亮堅
ZANG Scott

チリ観測所 特任専門員
コンピューティングチーム（制御）特殊スパコン「相関器」を操る
ソフト開発
アルマ望遠鏡のアンテナで受信し分散オブジェクト技術というエンジ

人類が自然と戦っていることをその最たデータをリアルタイムで処理する

ニアの知恵を使って、計算機群の協前線で実感できて、感動しました。

スパコンを「相関器」と呼びます。

同動作が可能になりました。計算機

また、近いうちに最新の GPU 技

相関器の制御と出力結果をさらにリ群のアップグレードも大変な作業で術を使って、相関器アップグレード

アルタイムで処理するソフトウェア

す。計算機の数が多いこともさるこが予定されています。私はここでも群の保守が、私の仕事です。

とながら、計算機群は標高5000メー

制御ソフトの部分を担当していま

このソフトウェア群は、実際は40トルの山頂施設に設置されています

す。観測の精度と効率の向上にご期

台を超える高性能計算機の上で動きので、低酸素環境で作業するのは肉待ください。

ます。プログラミング経験がある方

体的にも大変です。写真は、数年前

私たちの仕事は世の中にあまり知は「マルチスレッド」をご存知かもに山頂で計算機群アップグレード作

られていない仕事ですが、より遠しれませんが、マルチスレッドのよ業を行った時に撮ったものです。おい・より暗い天体を観測したいと願

うに、40台以上の計算機を協同動作

陰様で作業は無事に予定通り終わり

う天文学者を支えながら、天文学のさせるのはかなり難しい作業です。

ましたが、自然の秘密を探るために、進歩に貢献しています。

チリ観測所 特任専門員
コンピューティングチーム（制御）

観測好機をとらえるためのコンピュータメンテナンス
アルマ望遠鏡の ACA アンテナはSolaris 機が残っています。こちら

聞いていましたが、全体に降水は増

ほぼ手を離れ、今は主に ACA 相関のソフトウェアは、20年分のそのえているようで、たまに行くごとに器のサポートをしています。華々し

場しのぎが積みあがっており、内部砂漠の緑が濃くなります。年や季節

い活躍のストーリーの裏側ではハーに精通した人以外には運用中のトラにより大雨や大雪がふり、何日も観ドもソフトも問題山積で、地道なメ

ブルになかなか有効な対処ができま測できない場合もあります。大気のンテナンス作業がその下支えをしてせん。
「正しく動くまで繰り返しリ

底から空を見る以上、空の条件の良います。

セットしてみる」ということになっしあしは運次第、いわゆる一期一会

並行して、アルマ望遠鏡に先行てしまいます。できれば異常時にもなところもあるのかな、と感じま

してアタカマで観測を行ってきた

もっと良い動きをするように各所をす。自分が手を出せる部分はごく一

ASTE 望遠鏡のお手伝いをしていま見直したいところですが、歯がゆい部ですが、せめてコンピュータ周り

す。20年ほど前から使われてきた

思いもしています。

のトラブルで良い空を逃すことが無古い観測システムの更新はだいぶ進

アルマ望遠鏡や ASTE 望遠鏡のあみましたが、今の時点で一部にまだるアタカマは晴天率の高いところとい様に、サポートしてゆければと思
います。
21

中里 剛

NAKAZATO Takeshi
チリ観測所 研究技師
コンピューティングチーム（解析）CASAとPipelineで、データの原石が光り輝く
アルマ望遠鏡で取得したデータ

CASA（カサ）および Pipeline（パルマで取得されたデータの詳細な解は、最初から科学者が研究に使える

イプライン）と呼ばれるアプリケー

析を行います。一方 Pipeline は自動状態になっているわけではありませションです。

処理を志向して CASA の機能をベーん。科学者に引き渡す前に、地球大

CASA と Pipeline は日米欧の開発

スに開発されたアプリケーションで

気や観測装置由来のノイズを除去しチームが協力して開発しています。

す。Pipeline はデータの性質によったり、受信した電波の強度に正しい

日本の開発チームは総勢7名で、モて最適な処理を選択しながら、電波目盛りを設定したりといった、デー

リタアレイの一部である4台の単一強度地図の作成までを一括して行いタを「磨き上げる」作業が必須で鏡が取得するデータを処理するためます。Pipeline による対話的な処理す。また科学者が研究を進めるための機能を開発しています。CASA はも可能ですが、アルマ望遠鏡では、には、データを効率よく解析するたユーザーからの命令に応じて処理

デ ー タ の 品 質 保 証（QA2） を 効 率

めの道具が必要です。これらの機能を行う対話型のアプリケーション化するための自動処理ツールとしてを使いやすい形で提供するのが、です。科学者は CASA を使って、ア

Pipeline を活用しています。

中里さんに Inter v iew

サイエンティストの意見をしっかり受け止めて
ソフト開発に活かしますとが絶え間なく続いています」。
アルマ望遠鏡は常にアップグレードしています。すると、新しい観測モードが加わるので、新しいことに対応するためのソフトウェアのアップデートが必要に

アルマ望遠鏡のコンピューティング

フィードバックするソフトウェアでした。

なるのだともいいます。中里さんの仕事チームで、ソフトウェア開発に携わって受信機からの信号は、さまざま補正を加はいつでも進行形というわけです。

いる中里剛さん。現在は、CASA 開発関えることではじめてデータとして利用でき

現在は、ACA の12 m パラボラアンテ

係3名、パイプライン開発関係3名をまとます。そのためのソフトウェアですね」。

ナの単一鏡用パイプライン開発に注力しめるチームリーダーとして活躍されています。

22

ソフトウェアの開発を中心になってているそうです。「今の仕事はサイエン行っていたのがフランスの研究施設だっスから入ったので、プログラムを書くこ

中里さんは、学生時代に理論天文学をたため、中里さんは単身フランスへととについては、システムエンジニアのよ学んだそうです。生まれたばかりの星の渡ります。
「プログラム言語が変わった

うに系統的にトレーニングを受けたわけ

周りにある物質の温度分布をシミュレー

り、ソフトウェアの目的は変わりました

ではありません。ただ、これまでの経

ションによって再現し、こうして作ったが、結局やっている仕事の内容はプログ

験から、サイエンティストとコンピュー

仮想天体を疑似観測した結果と実際の観ラミングなので、その意味では学生の時ティングのプログラマーと、両方の意見

測結果との比較から物理量を探る研究をとあまり変わりませんでしたね」。

を理解できるようになりました。なかな

していました。大学院卒業後は、野辺山

フランスでの武者修行を3年で終え、か難しいとは思っていますが、サイエン

宇宙電波観測所で研究支援員として共同

2008年からソフトウェア開発専任のポティストの要望をきちんとコンピュー利用のサポートを行っていましたが、2ジションとして CASA とパイプラインのティングチームへと伝えられる存在にな

年後にはアルマ推進室へと移ります。

開発に参加することになりました。

れたらうれしいですね」という中里さん。

「このときは、研究とソフトウェア開発「10年経った今でも、まだまだ自分で勉アルマの観測によって、サイエンティスを半分ずつという業務でした。手がけて強しないといけないところもありますし、 トの望むデータが確実に得られるように、いたのは、アンテナが受信した信号をオ

新しい技術が出てくれば、評価して取り中里さんは今日もパイプラインの開発

ンラインで解析してアンテナの制御に入れられるものは取り入れる、というこ

ツールに向かっています。

川崎 渉

KAWASAKI Wataru
チリ観測所 特任専門員
コンピューティングチーム（解析）ソフトウェアでデータを魅せる

アルマ望遠鏡のデータ解析ソフト

自分が実装した機能、時には自分のものを目指しています。こちらは実CASAを始めとしたソフトウェア開発

裁量で決めた仕様がユーザーに好評

質私一人で開発しており仕様策定なに携わっています。国内外約20名のな時、それまでの苦労も報われる気ど上流工程的な作業も必要ですが、

CASA 開発チームの一員としてCASA

分です。CASA に関しては開発の他それもまた楽しくやっています。さへの新機能追加やバグ修正、ドキュにヘルプデスクのお手伝いもしていらに最近は、自然科学研究機構の分メント更新といった作業を日々行ってます。技術的な側面から対応が必要

野間連携の一環として生物学のソフ

います。CASA は約200万 行 のプロな場面で東アジア・アルマ地域セン

トウェア開発にも関わらせて頂いてグラムからなる巨大なシステムです。

ターの担当者を補助します。

います。これまでの経験を生かしつ

C++コードのコア部分は前身である

CASA 以外では、Vissage という

AIPS++ 時代からのもので、25年の歴

次世代の天文画像ビューワを開発しまだまだ大きな伸びしろがある天史と相まってかなり複雑で理解は容易ています。アルマが生み出す巨大か

文用ソフトウェア、その向上の一助

ではありませんが、難しいバグの原因

つ多次元のデータを、電波天文が専となるべく、これからも精進していをつきとめ正常に動作させられた時や門でない人間でも簡単に閲覧できる

きたいと思っています。

つ頑張っています。

西江純教
NISHIE Suminori

チリ観測所 特任専門員
コンピューティングチーム（解析）

138億光年の道も一行のソースコードから
私 は 入 職1年 生。 電 波 望 遠 鏡 でテム開発・ソフトウェア工学・組みたのでしょうか？ 時間 - 周波数解析観測した信号の解析ソフトウェア

込みソフトウェアを専門とする技術が専門の私にとって、干渉鏡・単一

CASA の開発に従事しています。巨者でしたが、途中からフリーランス

鏡はサイエンス魂までも刺激してし大なソフトウェア群を相手に日々奮に転じ、物理学・天文学をふくむ多まいます。一方…ソフトウェア開発

闘 中 で す。CASA は 米 国 で1980年

様な分野に首をつっこんでいましの仕事は1行のソースからの地道な代から開発された解析ソフトウェた。ところがリーマンショックの直積み重ねです。今の仕事を「一歩」

ア AIPS を母体としています。昔の撃をうけ失業。これが大転機に。タずつこなし、その積み重ねが「地計算機は近年のものほど計算能力はダでは転びたくなく、手元資金を全図」となり、次世代がその道を歩くありません。さらにその昔…諸先輩

部突っ込み、年齢五十路直前にも関…そんなことを想像しながら、私は

方は観測データの数字の羅列から、わらず博士課程に進学。
“ラス牌で計算機との対話を楽しんでいます。

未知の画像をきっと「心で」観てい大三元”を和了る天運？

…200年前の伊能忠敬の地図づくりたのでしょう。そんな香りをソース

れ「精密周波数・位相差測定」に関

コードの断片から感じます。

する研究で学位をいただきました。

若い頃の私は大型オンラインシスにも導かに思いを馳せつつ…。

このテーマは天文台からの招待だっ23

ルノー ミエル
Renaud Miel

チリ観測所 特任専門員
コンピューティングチーム（解析）空とアンテナをつなぐデータ処理

24

私はフランス出身で、2015年か

方向を可視化する機能を開発していあります。左図はこの処理を施したらチリ観測所のコンピューティングます。例えば太陽をアルマで観測す結果です。パソコンの画面からいっチームの一員として働いています。

るとき、アンテナが太陽の中心の周たん離れてアルマ望遠鏡の観測現場

仕事のひとつは、アルマ望遠鏡の観りに数百の円を描きながら電波強度に戻りましょう。太陽の見た目の大測データを解析するソフトウェアのを測定します。11分間の観測の間

きさは腕を伸ばして、手に持った5開発です。現在は観測時のアンテナに太陽が空の上で動くため、アンテ

円玉の穴と同じぐらいです。100ト

ナは太陽の中心を追う必

ンのアンテナが自ら支えている巨大

要があります。このため、な反射鏡（直径12 m、一軒家の高さ記録されたアンテナの方の2倍程の大きさ）を微細に動かし

向データは、あくまでアンながら、空の上で動く5円玉の穴サ

テナが空のどの個所を見イズの中でこのような複雑な模様をていたかを示しています。

これほど正確に描けるのは、アルマ

アンテナが果たして太のあまり知られていないもう一つの

陽面のどこを見ていたか

超すご技だと私は思います。このこを調べるためには、地球とを実感して頂ければ幸いです。仕の自転をなくすような天事のもう一面は…、次回ご紹介しま文学的計算をする必要がす :=)。

加藤禎博
KATO Yoshihiro

チリ観測所 技師
コンピューティングチーム（シスアド）

すべてを支えるコンピュータシステムの番人
我々チリ観測所のシステムアドミDell EMC SCv3000）を所有していングリスト用計算機、グループウエア

ニストレータチーム（略称：シスア

ます。国立天文台には、データセン用の計算機、天文台からデータをダウドチーム）は、チリ観測所の運用にターが提供する仮想環境もあるた

ンロードするための計算機（alma-dl）、必要な計算機を管理しています。解め、用途によってはその仮想環境を

文書管理用の計算機、情報公開用の

析用には多くの負荷がかかるため実使用したり、冗長化のために両方の計算機、そしてそれらの計算機を監視

計算機を使用しています。アルマ望

環境に計算機を置くこともあります。

するための計算機（almacons）等が遠鏡データ解析ソフトウェア CASA

シスアドチームが管理している主あります。どれかの計算機に何か問開発用の計算機5台、自動的にデーな計算機は、計算機利用者の情報を題が発生すると almacons からメータ解析を行うアルマパイプライン用

管理する Active Directory とチリ観ルが送られるようになっています。

に14台、他に計算機12台があります。

測所のアドレスを管理する計算機

我々はこれらの計算機の維持、管運用のための計算機は主に仮想環（kdc.alma, bdc.alma）、共有ファイ理、ソフトウェアのバージョンアッ境に置かれています。仮想環境用

ルサーバ用の計算機（fs.alma, fs2.

プやセキュリティ対策を行って、安に実計算機3台とストレージを2台

alma）、wiki 用計算機、課題管理用の定して計算機が使えるように努力し（FUJITSU ETERNUS DX80 S2、

JIRA や Redmine 用の計算機、メーリています。

チリ観測所のみなさんが安全で安心してコンピューターを使えるように

加藤さんに Inter v iew

更を行うそうですが、「設定の間違いがあった時だけ苦情が来ます。ワークフ
ローは組織が複雑になってきて、どうし2018年夏、三鷹市付近に自然の猛威がもダウンしていて、命令が届かなかったても設定の取りこぼしが出ます。設定は襲いかかりました。落雷です。その影響で、のです。「これは想定外でした。今後は、 できても自分で運用できないので、間違

国立天文台三鷹キャンパスは停電してし冗長性を持たせるためにも、使用用途にいを指摘されてはじめて発覚するわけでまいました。業務の多くをコンピューよっては2か所に計算機を置くことも考す」とのことで、苦情がないことだけがターに頼っている現代では、電源喪失はえています」という加藤さん。乗鞍コロ

仕事がうまくいっている証しなのだといいます。

最大級のトラブルといえるでしょう。

ナ観測所から先端技術センター、そして「チリ観測所でもメーリングリスト用の

アルマ望遠鏡アンテナチームへと配置換

また、インターネット時代の昨今、さまコンピューターが異常終了してしまって、

えはありましたが、これまでいくつものざまなコンピューターシステムが外部から再起動できず、復旧に3日かかってしま

業務に加えてスタッフのコンピューターの攻撃の恐れがありますが、国立天文台もいました」というのは、システムアドミ

アカウントを管理するシスアドを務めて例外ではありません。「チリ観測所には、ニストレータチームの加藤禎博さんです。

きました。コンピューティングチームへ

WEB サイトを公開している職員が50名3名のシスアドとともに、チリ観測所の異動した現在では、それがメインの仕事ほどいて、セキュリティーホールが見つ

ネットワークインフラを支えるという大となっています。

かった場合、対応を要請したり、対応が切な仕事に携わっています。

一口にアカウントの管理といっても、できない場合は公開を控えてもらえるよ

通常、停電が起こると補助電源が作仕事の内容は多岐にわたり膨大だといい

うにお願いをしています」と、最近の加動して、停電が継続する場合は各コンます。アカウントの数はおよそ150。ス

藤さんはセキュリティ対策強化に力を入

ピューターを管理するコンピューターか

タッフのスケジュール管理やドキュメン

れているそうです。まさに縁の下の力持らネットワークを通じて正しく電源をトの共用、さまざまな議案の承認や決済

ちのような地道な仕事ですが、システム

落とすように命令が出されるのですが、などワークフローを行うグループウェア

アドミニストレータのみなさんの存在は、

DNS（IP アドレスを管理するサーバー）の設定も、人員の出入りがあるたびに変なくてはならないものなのです。
25

池田惠美
IKEDA Emi

チリ観測所 特任専門員
コンピューティングチーム（シスアド）

複雑なコンピュータシステムを
整理整頓

26

私は、2016年1月より、チリ観測

アの開発、プロジェクト関係者の業

データをアーカイブ化してサービス

所のシステム運用管理やデータアー

務等の環境構築、サーバや業務アプを公開しました。現在は、ASTE 望

カイブシステムの開発に携わっていリケーションの運用、アカウント管

遠鏡の観測データのアーカイブサー

ます。アルマの望遠鏡を動かすため理を行っています。アルマ望遠鏡のビスの準備を進めています。自分のには、様々なシステムがあり、日々、

観測性能が向上し続け、たくさんの仕事が目に見える物になるのは嬉し

運用、開発が進められています。私

観測データが産出されていくのに伴いことです。

はシステムアドミニストレーターとい、新たなデータストレージ環境のして、プロジェクトに関係する多く構築も進めています。

セキュリティ対策の必要性が高まる中、ネットワークを通じて連携しの方々がネットワーク上でこれらのまた、電波望遠鏡の観測データのあうシステム群を安定して運用する作業を進めるためのシステムやサーアーカイブ化と Web 公開、配信をのは難しく緊張しますが、システム

バのインフラを運用しています。中

目的としたデータアーカイブサービの構造をひも解き、考えて整理してでも、アルマ望遠鏡で得られた観測スの開発にも携わっています。昨

いく作業は、生来、整頓好きの私に

データの解析作業や解析ソフトウェ

年、野辺山45m 電波望遠鏡の観測はワクワクする作業でもあります。

小林剛志

KOBAYASHI Tsuyoshi
チリ観測所 特任専門員
コンピューティングチーム（アーカイブ）

全員で作り上げた最終成果物
観測データをお届け
アルマ望遠鏡は日本から遠く離れ

理済データの検索 / ダウンロードかた南米チリにありますが、観測者がらヘルプデスク機能まで、アルマ望

アルマ望遠鏡は、宇宙からの電

現地に行くことはありません。観測者

遠鏡を使う際のあらゆる段階で必要

波受信から電波画像生成までの各と観測所は観測に必要な情報をインになる機能を提供しています。

業務において IT 技術およびその進8000にもなります。

ターネットを通じてやりとりします。そウェブサーバは国立天文台だけで歩に大きく依存しています。NAOJのためのウェブサイトが「サイエンス

はなく欧米にも設置され、世界中どALMA コ ン ピ ュ ー テ ィ ン グ チ ー ム

ポー タル」https://almascience.org/

こからでもアルマ望遠鏡データが利では、天文学研究者かつ / あるいはです。サイエンスポータルでは、観測用できます。例えばここ国立天文台

データベース / 信号処理 / 通信 / 機械

スケジュール / アンテナ配置の確認のサーバは、日本・韓国・台湾をは制御など幅広い知識と経験を持つはもちろん、望遠鏡性能 / 技術文書

じめとして中国・インド・オースト

専門家メンバーが、よりよいサービの公開、ユーザ登録から観測提案作

ラリア・ベトナム・インドネシアなス、ユーザーの研究を推進するサー

成 / 提出、観測指示書作成 / 確認、観ど各国のユーザーに利用されていビスを提供すべく業務をとりおこ

測状況やデータ処理状況の確認、処ます。登録ユーザー数は世界で約なっています。

森田英輔
MORITA Eisuke

チリ観測所 特任専門員
コンピューティングチーム（アーカイブ）

新発見の種が詰まった宝箱
データアーカイブ
主にデータアーカイブシステムをなります。

く迅速に研究者に提供できるよう、

担当しています。チリのアルマ望遠

日本では、全てのデータが国立天

日々のメンテナンスやチューニング

鏡から送られてくる観測データは、

文台三鷹の計算機室で運用・管理さは欠かせません。簡単ではありませ合同アルマ観測所サンティアゴ中央

れているデータベース・サーバー

んが、とてもやりがいがあり、また事務所のデータアーカイブに保存さおよびストレージで管理されてい腕の見せ所でもあります。

れた後、世界中の研究者に迅速にます。データアーカイブに保存さ国際プロジェクトのメンバーとしデータを提供できるように、高速れているデータは、PI（主観測提案て、さまざまな国の優秀なエンジニ

ネットワーク回線を通じて日米欧の者）の1年間の占有期間の後、一般

アや天文学者と交流できることも魅

各地域センターのデータアーカイブに公開され世界中の研究者がダウン

力のひとつです。天文学について学にコピーされます。最大66台ものロードできるようになります。まさぶ機会を得られるだけでなく、国にアンテナから構成されるアルマ望遠に、将来の研究成果の種がたくさん

よって異なる文化や仕事への取り組

鏡の観測データは膨大で、1日あた

詰まった宝箱です！ 逐次チリから

み方は、とても刺激的でありとてもり約500 GB、1年間で約200 TB にも送られてくる膨大なデータを滞りな勉強になります。
27

チリ観測所 技術員（水沢 VLBI 観測所併任）
コンピューティングチーム（制御 /TMT）星の数ほどの計算をGPU で高速に処理

私は ALMA/TMT 合同ソフトウェ

GPU は3DCG の描画をカスタマう能力を十分に生かしきれません。

アチームで GPU 分光計を作ってい

イズし高速化するために進化してき計画通りの性能を出すためには、4ます。分光計は天体がどんな周波数ました。3DCG では、座標変換、照台の GPU への計算の分担のさせ方、

でどのくらいの強さの電波を出して明などの計算に行列計算を多用しまGPU への信号の渡し方、GPU の中いるか観測する装置です。分光計のす。行列計算は掛け算と足し算の繰

での並列化のさせ方、などを突き詰

内部では電圧の時間変化を周波数ごり返しです。分光計の周波数ごとのめていくことが必要で、これは開発との強度に変換するために大量の強度を得る処理の核になる高速フー

する私の腕の見せ場でもあります。

計算を必要とします。GPU はコン

リエ変換アルゴリズムも掛け算と足最後に、GPU 分 光計の先には、ピュータの画面を描くための装置でし算の繰り返しで、GPU の特性をGPUを用いた相関器の開発という構パソコンやスマホにも搭載されてい有効に活用出来るわけです。開発し想もあります。これまで作ったVERA

ます。GPU は複数の計算を並行している GPU 分光計では、1秒間に約プロジェクト GPU 分光計と、今作って行うことで高速に大量の計算を処14兆回の計算ができる GPU を4基ているアルマ望遠鏡プロジェクト

理することが得意です。この GPU

用いて、24 Gbps の4つのアンテナ

GPU 分光計で培った GPU による信を分光計に応用したのが、GPU 分の信号を処理する計画です。計算の号処理技術を、GPU 相関器の開発

光計です。

させ方が下手だと、14兆回 / 秒といにつなげていきたいと考えています。

中本崇志

NAKAMOTO Takashi
チリ観測所 特任専門員
コンピューティングチーム（制御 /TMT）

宇宙からのメッセージを読み解く
ソフト開発とシステム設計
2016年からコンピューティング
チームに加わり、韓国天文宇宙科学

28

開発のとりまとめ、各種試験などをステム設計にも携わっています。国担当しています。

立天文台に来るまでは天文とは無縁

研究院と共同で、ACA（モリタアレ

これまでの仕事で一番印象に残っの世界にいましたが、エンジニアとイ）12m アンテナ向けの新型分光ているのは、新分光計のプロトタイ

しての自分の専門性を活かして世界計の開発をしています。この新型分

プを5000 m の山頂で試験したこと

最先端の天文観測装置の開発に携わ光計では、パソコンで3DCG 作成やです。普段は三鷹のオフィスで仕事れるのを誇りに思います。新型分光

ゲームをするのに広く用いられていをしているので、現場に出向くのは計の開発も TMT の建設も道半ばでる GPU（Graphics Processing Unit）

とても新鮮であったとともに、アルすが、私たちが開発した装置で天体という演算装置を使い、天体からのマ望遠鏡のアンテナを目の前にして観測ができるようになる日を楽しみ

電波信号を周波数ごとの成分に分け

気分が高揚したのを覚えています。

にしながら、装置の完成に向けてこる高速フーリエ変換という処理をし

アルマ望遠鏡以外にも、TMT の望ます。私はソフトウェア開発、アン

遠鏡制御システムや、TMT 第一期観テナからのデータを受信する装置の測装置 IRIS のソフトウェア開発・シ

れからも頑張っていきます。

吉野 彰
YOSHINO Akira

チリ観測所 特任専門員
コンピューティングチーム（制御 /TMT）

価値あるデータの山の中を、効率よく歩き回るために私の仕事は2つあります。1つは観測データを整理して保管し世界のASTE 10 m 望遠鏡のデータも取り込

ずとも自動的に生データから処理済

もうと開発を進めています。

みデータを出力します。元々アルマ

研究者向けに公開するシステム、す野辺山アーカイブに今入っているの望遠鏡用に作られたものですが、そなわちアーカイブを作ることです。

は生データ（野辺山独自の NOSTAR・れを野辺山と ASTE にも適用し、でもう1つは観測生データを自動的にNEWSTAR 形式。アルマ望遠鏡で使きた処理済みデータをアーカイブに処理して読みやすいデータにまで加われるCASA measurement set 形式

入れて公開することが現在の目標で工するソフト、すなわちパイプライのデータは近日公開）だけです。しす。実現すれば一般研究者がアーカンを作ることです。

かし生データのままでは研究に使う

イブから得たデータでもっと効率良昨年、野辺山宇宙電波観測所のスには扱いづらいでしょう。そこで処く研究を進めることができると思いタッフを含む我々のチームは野辺理済みデータ（ﬁts 形式）と処理過程ます。自分の作ったシステムが研究

山45 m 電波望遠鏡のデータアーカの記録もアーカイブに入れたいと考推進の役に立てば幸いです。

イブを作って公開しました（https://

えています。そのためのソフトがパ

nobeyama-archive.nao.ac.jp/）。今はイプラインで、観測者の経験に頼ら

01

No.

おしらせ

2019 年国立天文台カレンダーができました。
2019年国立天文台カレンダーができました。
今回のテーマは、アルマ望遠鏡が見た宇宙です（※台外発送分に同封）
。
・01月

太陽黒点

・02月

うみへび座 TW 星の塵円盤

・03月

アルマ望遠鏡が見た若い星たち

・04月

宇宙の暗闇に挑む

・05月

宇宙花火オリオン KL

・06月

極低温のブーメラン星雲

・07月

渦巻銀河 M77の超巨大ブラックホールを取り巻くガス雲

・08月

青空のもとで、準備万端

・09月

すれちがう銀河 IC 2163と NGC 2207

・10月

銀河団 RX J1347.5-1145のスニヤエフ・ゼルドビッチ効果

・11月

132.8億光年彼方の銀河 MACS1149-JD1

・12月

アルマ望遠鏡と、巡る南天の星たち29

07 2 6 - 2 702「2018年度 IDL 講習会（初級編）」開催報告

No.

おしらせ

2018

亀谷和久（天文データセンター）
天文データセンターでは、「IDL 講習に 進 み ま す。 さ ら会（初級編）」を2018年7月26日（木）に、IDL の最大の特か ら27日（ 金 ） の2日 間 の 日 程 で 三 鷹徴である配列の扱い

キャンパス南棟の共同利用室にて開催し方、IDL によるプロました。講師は当センターの巻内慎一

グラミングの基礎を

郎・特任専門員が務めました。

学んでいきます。こIDL（“Interactive Data Language”のれらはテキストにあ略称）は、データの解析と可視化に特る豊富な例を用いて化したプログラミング言語です（★01）。

説明され、実際に各データの処理、科学的解析から視覚化ま

自の端末で打ち込んでを対話的に手軽に扱えるという特徴かで実行してみること

ら、科学技術の様々な分野のデータ解析

で、だんだんと受講に利用されています。また、配列計算が者の皆さんも慣れて得意で直感的に書くことができるため、きたようでした。最習得が容易という利点もあります。天文

終的には、天文学用

学関係のデータ処理に有用なライブラリのライブラリも駆使群が豊富に存在していることなどから、して、赤外線天文衛

多くの天文学研究者にも標準的なデータ

星「あかり」などによ

解析ツールとして長年愛用され、観測る本物の観測データ

データの一次処理から論文用の図の作成の FITSファイルを読まで様々な場面で利用されています。

み込み、様々なグラ

01

講義を行う巻内講師。

02

講義の様子。

巻内特任専門員は、赤外線天文衛星

フの作成や画像処理「あかり」のデータ解析環境の開発・整をする演習に取り組

備等を IDL を用いて実施してきた実績がみました。講習の内あり、IDL に精通しています。「初級編」

容は多岐にわたりつ講習会を担当するのは2017年2月以来2

つも、IDLを 用 い た

回目となります。今回は6名の受講者の天文データ解析とそ

方々にご参加いただきました。そのうちの可視化に焦点を当

3名は学部4年生、2名は修士課程の大学てた内容で構成されているため、受講者

院生、1名は技術職員という内訳でした。 にとっては IDL を活用した研究論文資料ます。

昨今の講習会では、学部生の受講が増加の作成方法や、IDL の天文学への幅広い傾向にあり、今回も若い年齢層が中心と応用を系統的に学ぶ機会になったと感じ●最後となりましたが、参加していただ

なりました。受講生の皆さんのモチベーています。また、特に演習では、講師といた受講者の皆様、および本講習会にごションは非常に高く、アンケートによる

数名のチューターが受講者の質問に丁寧協力いただいたすべての方々に、この場と、「太陽観測衛星の画像解析に使用しに対応することにより、疑問はその場でをお借りして感謝申し上げます。

たい」「計算ソフトから出力される結果

解決しながら効率良く学習を進めることを描画するのに使いたい」など、一人一ができるという講習会ならではの環境を人が具体的な目的意識を持って熱心に講作ることができていたように思います。

習に臨んでいたようです。

30に向けて参考にしていきたいと考えてい講習会終了後にアンケートを実施した講習会は、講義（座学）と計算機をところ、受講者の皆さんの満足度は非常使用した実習から構成され、講師によに高かったようで、世話人一同安心しまる270ページを超える充実したテキストした。受講者の感想としては、「説明が（★02）に沿って進みます。最初に IDL

すごく分かりやすく、大変有意義なものとはどのような言語か、使用の準備と環になりました」「ちょうど学びたい内容

境設定、起動と終了の仕方、ヘルプシスでしたので良かったです」などの声があテムの使用など、IDL の基本的な情報のりました。一方で、「少し難しかったで講義から始まります。次に基礎的な文法

す」「学部生にも交通費や宿泊費の補助やコマンドの使い方、簡単なグラフの作をしてほしい」等のご意見もありました。

成、データ型と型変換についての内容

これらの貴重なご意見は、今後の講習会★01 IDL のライセンスは有料ですが、天文データセンターでは IDL 環境を含むデータ解
析用計算機システム（多波長データ解析システム）を提供しています。天文学やその関連分野における大学院生以上の研究者であれ
ば 基 本的に利用できますので、是非ご活用ください。

h t t p s : // w w w. a d c . n a o . a c . j p /J /kaiseki_top.htm★02 今回の講習会のテキストは、以下のURL から入手できます。

https://w w w.adc.nao.ac.jp/J/cc/
public/koshu_shiryo.html
また、過去に天文データセンターが主催した各種講習会の資料も掲載していますので、ご興味のある方は是非ご参照ください。

人 事異動● 研究教育職員
発令年月日

氏名

異動種目

2018/9/1

ゴンサレス ガルシア
アルバロ

併任
（部局長）

2018/9/30

林2018/10/1

深川

正彦
美里

異動後の所属・職名等
チリ観測所副所長（期間：平成30年12月31日まで）

退職
採用

異動前の所属・職名等

光赤外研究部教授
電波研究部（チリ観測所）教授

勤務地：三鷹勤務地：三鷹（名古屋大学大学院理学研究科准教授）● 技術職員発令年月日
2018/9/1

氏名
高橋

敏一

● 年俸制職員
発令年月日

氏名

異動種目
配置換

異動種目

異動後の所属・職名等
電波研究部野辺山宇宙電波観測所技師

勤務地：野辺山

異動前の所属・職名等
先端技術センター技師

異動後の所属・職名等

勤務地：三鷹異動前の所属・職名等

2018/8/31

河田

大介

退職

JASMINE 検討室特任准教授（外国人客員准教授）勤務地：三鷹

2018/8/31

髙橋

博之

退職

天文シミュレーションプロジェクト特任助教

2018/8/31

サリナス ポブレテ
バチャイル ニコラス

退職

チリ観測所特任研究員

2018/8/31

押野

翔一

退職

天文シミュレーションプロジェクト特任専門員

2018/8/31

竹林

康雄

退職

電波研究部特任専門員

2018/9/1

グエン ドゥク デュー

採用

チリ観測所特任研究員（プロジェクト研究員）勤務地：三鷹

2018/9/5

クザニヤン キリル採用

太陽観測科学プロジェクト（外国人客員教授）勤務地：三鷹

2018/9/18

野村

麗子

採用

RISE 月惑星探査検討室特任研究員（プロジェクト研究員）
勤務地：三鷹

2018/9/29

カポカーサ エレオノラ

退職

2018/9/30

福井

退職

2018/10/1

トンプソン マイケルジョン

採用

太陽観測科学プロジェクト特任教授（外国人客員教授）
勤務地：三鷹

2018/10/1

瀧採用

天文シミュレーションプロジェクト特任研究員（プロジェクト
研究員）勤務地：三鷹

2018/10/1

村上

採用

事務部総務課特任専門員（台長秘書）勤務地：三鷹

暁彦

哲朗
祥子

勤務地：三鷹勤務地：鹿児島大学
勤務地：三鷹勤務地：三鷹

重力波プロジェクト推進室特任研究員（プロジェクト研究員）
勤務地：三鷹
ハワイ観測所岡山分室特任専門員

勤務地：岡山（事務部総務課総務係（秘書室）特定事務職員

勤務地：三鷹）編 集後記
年に2回の庭園公開があるというので、国分寺へ行って野川の源流を見てきました。天文台のすぐそばを流れている川の始まりがここなのかと感心しました。
紅葉にはまだ少し早かったです。（G）
人生初の車検に行ってきた。少し壊れやすい車なので治せるところは全部見てもらったらびっくり価格に。
。
。でも愛車なので良しとする。
（は）韓国で開発される電波望遠鏡に関する会議で初めてソウルへ。会議が開かれるホテルは快適ですが、明日のソウルは雪の予報らしい。東京よりずっと寒いですね。
（I）
アルマ望遠鏡日本製アンテナの台数にちなんで月齢16の夜にメールマガジンを発行していますが、ふと夜空を見上げて月が太ってくると「あぁメルマガ書かなきゃ」と気持ちが追い立てられる結果に。風流というかなんというか。（h）
念願叶って初めての熊野詣。熊野三山に参拝し、古道を少し歩きました。山深くの丹倉神社は素朴な磐座だけで、清々しい空気が流れていました。（e）
ドイツでお世話になっている方の60歳記念研究会に参加させてもらった。幅広い分野から講演がありとても感銘をうけた。あわせて、今やっているプロジェ
クトの相談など色々させてもらった。国際協力は難しいことも多いが、その分得られるものが大きいことをあらためて思い知らされる。
（K）
飛騨天文台50周年記念に出席してきました。50年、節目ですね。京都大学の天文学に於ける役割を再認識する機会でした。（W）

NAOJ NEWSNo.304 2018.11
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発行日／ 2018 年 11 月 1 日
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12月 号 は、 半 世
紀ぶりに三鷹にも戻ってきた6メートル

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No. 304

撮影：飯島 裕秋の陽光と太陽フレア望遠鏡

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望遠鏡のある風景

国立天文台

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