国立天文台・ハワイ観測所／ELTプロジェクト室

臼田 知史（うすだ とものり）
家正則、高見英樹、青木和光、柏川伸成、鈴木竜二、小西真広 (国立天文台)、
秋山正幸、東谷千比呂、山田亨(東北大学)、
小林尚人 (東京大学)、岡本美子 (茨城大学)、山下卓也 (広島大学)
David Crampton、Luc Simard (TMT/HIA)、James Larkin (UCLA)、Anna Moore (Caltech)

光天連シンポジウム2008年

2008/8/21

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TMT用観測装置開発：２つの柱「第二期観測装置を日本主導で開発・製作・供給」「第一期観測装置の開発・製作に日本から参加」
TMT観測装置計画の概要

1.

Feasibility study (2006)、Cost Review (2007)

第一期観測装置：日本の取り組み

2.

◦
◦

第二期観測装置：日本の取り組み

3.

◦
4.

IRISの撮像モード概念設計およびサイエンスへの参加
WFOSの概念設計およびサイエンスへの参加
５つの装置の提案まとめ
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2008/8/21

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第1期〜2017
可 WFOS視 （多スリット分光)
光 AOなし/GLAO
近赤外中間赤外

第2期以後
HROS（高分散分光）AOなし/GLAO

IRIS

IRMS

NIRES-Blue IRMOS（面分光)（多スリット分光)（高分散分光J~K） （広視野多天体IFU）

広視野AO

広視野AO

広視野AO

多天体AO

NIRES-Red

PFI（高分散分光LM)（惑星検出）

広視野AO

極限AO

MIRES
（中間赤外分光）

専用AO

装置名・主な機能

AO

波長分解能

近赤外 回折限界 分光撮像
(IRIS)

MCAO

2~50,~4,000

広視野、可視、分光(WFOS)

GLAO

300 ~
5,000

マルチスリット、近赤外、分光(IRMS)

MCAO

2,000 ~
10,000中間赤外、エシェル分光撮像(MIRES)

MIRAO

5,000 ~
100,000

サイエンスケース

最銀河形成、BH・AGN、球状星団等 初の高ｚ銀河間物質、高ｚ銀河分光、星 ３の種族、化学組成など
つは
近赤外最微光天体、JWST
決フォローアップ
定原始星キネマティクス
原始惑星系円盤•IRIS ← Keck / OSIRIS (近赤外3次元瞳分光w/ LGSAO)
近赤外、回折限界、エシェル
5,000 ~ 視線速度によるM型星の惑星検出
MCAO
30,000(NIRES-B (JHKバンド))
高ｚ銀河間物質•WFOS ← Keck / DEIMOS (可視多天体分光 w/o AO)

多天体、IFU、近赤外、分光2,000 ~ 近赤外最微光天体、JWSTフォロー
MOAO
10,000アップ•IRMS(IRMOS)← Keck / MOSFIREのコピー

ExAO
50 ~ 300 系外惑星直接検出(近赤外多天体スリット分光w/o AO)

極限AO (PFI)
可視エシェル(HROS)−−−

30,000 ~50,000

局所銀河の星組成、星間物質組成・運動、高ｚ銀河間物質、系外惑星

近赤外回折限界エシェル(NIRES-R(LMバンド))
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MCAO

5,000 ~
30,000

視線速度によるM型星の惑星検出
高ｚ銀河間物質

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予算
見込
み現状
なしWFOS
WFOS
可視多天体

HROS
（可視高分散）HROSNFIRAOS
狭視野AO(NIRES)IRMS
HROS（可視高分散）Nasmyth hole

IRMOS

IRIS

IRMOS

赤外多天体

WFS /
MIRAO
MIRES
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中間赤外光天連シンポジウム2008年

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NIRESIRMS

1st light

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IRIS
PI: James Larkin (UCLA)
Co-I: Anna Moore (Caltech)
PS: Betsy Barton (UCI)
Others: UCSC (ADC)、日本
 IRIS/NFIRAOSとのI/F、較正装置
PM: D.Loop (HIA)、R.Dekany (Caltech)、Dae-Sik Moon (U of Tolonto)
 WFOS
PI: Rebecca Bernstein (UCSC)
PM: Bruce Bigelow (UCSC)
PS: Chuck Steidel (Caltech) IRMS未定
光天連シンポジウム2008年

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Apr 24, 2008 @UCLA

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8IRISの主要３モード
NFIRAOSInterface/WFS unit
Enclosure(1) Lenslet IFS (2” 2”)(at -30C)(2) Slicer IFS (2” 2”)
F/15 AO Focus
Imager Filter(3)Imager (10” 10”)Wheels Imagerモード設計への参加
IRIS dewar
2009春に概念設計レビューの予定(at 77k)
ADC for◦ 取りまとめ（臼田知史）
Visible imager??
◦ 光学系設計（鈴木竜二）
仕様：0.1masの天体位置測定など◦ ADC材質検討（小西真広）

LensletArray

機械設計なども担当予定

Grating◦ サイエンス（TBD）ʼ07/9月にWS
 IRISの他のモードおよびWFOSへの設計への参加 → 今がチャンス！
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2008年5月に観測装置提案を公募：以下の5つの提案あり(1) 可視高分散分光器（青木W@国立天文台）a) R=60,000、イメージスライサー等 ← HROS

(2) Mid-IR Low-resolution Spectrometer with IFU (MILFIEU)（山下@広島大、岡本＠茨城大ほか）
a) 低分散分光機能：R=数100~1,000cf.）MIRES：λ=5~25um、15” 15”、R=60k~120k、MIR-AO (30 30素子)(3) AO付き多天体近赤外面分光装置（高見@国立天文台ほか）
a) λ=0.9~2.5um、全体視野(15分角φ)、各分光器視野(数秒角)、分光器数(20)(4) 広視野、高空間分解能、赤外線多天体IFU分光器（秋山＠東北大ほか）
a) λ=0.8~2.5um、4分角φ、分光器数(>10)、R=~3,000 ← IRMS

(5) AO付き近赤外高分散分光器（小林N@東大ほか）
a) λ=0.9~1.35um：WINERED型（R=105、ZnSe）← NIRES-Bb) λ=1.4~5.5um：IRCS高分散型（R=70,000、Si）← NIRES-R
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

スケジュール(1) 2008年：各提案の具体化とR&D。11月に1回目のヒアリング。
(2) 2009年2月：2回目のヒアリング(3) 2009年8月：各装置グループからの提案書(Concept design)締切(4) 2009年10月：日本側観測装置提案決定。提案書まとめ。
(5) 2009年12月：TMT側に提案書を提出(6) 2011年よりTMTと各種レビューを予定（以下の表参照）(7) 2018年：望遠鏡と組み合わせた試験開始。翌年、科学成果
2008

2009

2010

2011

WFOS

CoDR

PDR

FDR

IRIS

CoDR

PDR

FDR

PDR

IRMS
日本装置１
日本装置２

R&D
R&D

2012

2013

Test

FDR

2014

2015

2016

2017

Test

Comm

1stLight

NFIR
AOS

Comm

1stLight

Test

Comm

1stLight

2018

R&D

R&D

CoDR

PDR

FDR

Test

Comm

R&D

R&D

CoDR

PDR

FDR

Test

Comm

CoDR (Conceptual Design Review)、PDR (Preliminary Design Review)
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FDR (Final Design Review)、Comm(Commissioning)現状 : 初期設計、R&D技術実証 (~2010)◦ 第一期観測装置
 IRIS撮像モードの光学・機械設計担当
 IRISによるサイエンスについて、日本の体制を整備する必要あり
 WFOS：装置開発への参加を検討
 WFOSによるサイエンスについても、日本の体制整備が必要◦ 第二期観測装置
 5つの提案についてR&Dやプロトタイプの開発を継続← 予算獲得への努力
 各提案装置によるサイエンスについて、体制を整備

今後◦ 予算獲得：2011年以後の大型予算とR&Dに向けた開発費◦ TMT観測装置の開発やサイエンスの関係者・支援者拡大◦ 第二期観測装置の開発を2011年から開始する目標
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(質疑応答 — Q:質問, A:回答, C:コメント — 氏名無しは発表者の発言, 敬称略)
(Q) IRIS への参加は良いと思う。開発グループの内容を詳しく教えて欲しい。 (菅井)(A) 現状、撮像モードについては日本だけが担当していて、光学設計案が完了した。今後、機械系や I/F の設計などを検討する予定。
(Q) 若い院生なども出席しているので略語の説明をお願いしたい。また今後観測機器を提案したい場合の手順を教えて欲しい。 (山田と)(A) CoDR = Conceptual Design Review、PDR = Preliminary Design Review、FDR = Final Design Review で、この順番の通りに設計内容についてレビューされる。提案については小さいものを含めて随時受付をしている。
アイディアがある場合は、まずは一年後をメドに提案すると良いだろう。
(Q) 予算的な裏付けが難しい。組織的に行っていけると良いと思う。 (市川た)(A) そう思う。
(Q) 200 億円で 25 ％パートナーと言うことだが、主鏡と装置でどのくらいの金額になるのか？ (安藤)(A) 鏡を全て日本側で作れば、それだけで 200 億円。要求は 300 億円で行うつもり。 (家)(Q) こういった話は、枠組みがあると判りやすい。 (安藤)(A) 観測装置１台を 10 億円以下では難しいと考えてもらいたい。 (家)