南極１０ｍテラヘルツ望遠鏡
進捗状況（南極３０ｍテラヘルツ望遠鏡計画実現の前提）

中井直正（CiRfSE南極天文部門長）

（教員の所属先）

数理物質系（部局）
数学域

物理学域

化学域

電子・物理工学域

物性・分子工学域（CiRfSE）

毎年１月 ワークショップ
・研究成果報告会
・分野毎のワークショップ

銀 河
約千億個の星の集団

隣の渦巻銀河アンドロメダ銀河
距離： ２５０万光年
星
星の集団
散開星団
球状星団
ガス
（銀河の中に含まれている）

渦巻銀河
M(メシエ)７４
距離＝３０００万光年
回転棒渦巻銀河 NGC 1300、 距離 6000万光年

渦巻銀河を横から見ると円盤状 （→円盤銀河）
銀河
NGC 891

天の川銀河（銀河系）

天の川中心
↓

大マゼラン雲小マゼラン雲・太陽系は天の川の中にいるので、天の川銀河全体の構造はわかりにくい。
・ダスト（固体微粒子）で可視光はさえぎられて内側が見えない。
・ダストより波長の長い電波や赤外線で内部を調べる。
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天の川銀河
（銀河系）
上から見た想像図

約２億年で１周する・渦巻銀河
・棒構造あり（棒渦巻銀河）2万6000光年
240 km/s（時速84万km） 太陽系

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銀河にもいろいろな種類がある

楕円銀河
大小さまざまメシエ 84
約１兆個！の星
渦巻は持っていない

なぜ、いろいろな銀河、星惑星誕生？
円盤銀河
現在

渦巻銀河

ガスが多い

星が次々に生まれている形の違い、なぜ？？

楕円銀河

ガスが無い

惑星の誕生
生命の誕生

違い、なぜ？

星が生まれていない！

惑星、誕生せず（古い星ばかり）⇒銀河がいつ、どのように誕生したか？

←数十年来の未解明問題！ 10

星・惑星の母体である銀河の誕生を見る
現在

宇宙＝点
↓
大爆発

138億年前未知の時代を観る

銀河の誕生？
銀河の進化？

11超遠方銀河の探査には(高周波)電波観測が最良
地上で観測するときは(高周波)電波で最も明るく見える
宇宙膨張により遠ざかる

銀←河の明るさ赤外線放射

ドップラー効果
（高周波）
電波

超遠方銀河

電波
←
AM,FM
ラジオ

↑
地上波
テレビ

遠方銀河
ドップラー効果受信するスペクトル電波↑
衛星
テレビ

多くの銀河は赤外線で最も明るく輝いている
ピークが移動

←

銀河の放射
スペクトル

赤外線

→光周波数
（サブミリ波・テラヘルツ波）●超遠方銀河の探査には、(高周波)電波で観測するのが最良●スペクトルも決定 ピークの移動量→銀河の距離を決定
しかし大気中の水蒸気に吸収されて地上では観測できなかった12

遠方宇宙：可視光では、理論的に予想される銀河の１～３割しか見つかっていない・・・「暗黒銀河」

他は行方不明！？
観測された銀河の数

可視光（ハッブル望遠鏡）＝カラー
赤方偏移
Z=0.255-9倍 (28億年先)

赤外線

可視光
Z=2.56(110億年先)
現在

76億年

電波／赤外線（サブミリ波）距離（＝さかのぼる年代）(Takeuchi 2005)13南極内陸部の高原地帯・・・水蒸気が極端に少ない
南極リッジ Aでの大気中の水蒸気量略南極10mテラヘルツ望遠鏡
10m
光学系
リッチ・クレチアン

双曲面〇視野の広さ1度四方（月４個分）（従来の100～400倍）
・・・世界最大双曲面
ヘテロダイン
受信機→（線スペクトル観測）←超伝導電波カメラ ・・・２万画素／１度（連続波観測）〇観測周波数
200GHz~1.5 THz
観測波長1.5mm～200 μm
雪面〇指向性<0.5”=1度の7200分の1×1/10
鏡面精度（誤差）＜20 μm (ミクロン)（髪の毛１本の太さの４分の１）

南天超広域サーベイ観測
南天全体
光学写真
拡大

南極テラヘルツ望遠鏡

発見!

①南天全体から暗黒銀河を発見

光学写真
近くの銀河（光学写真）

遠方銀河（暗黒銀河）●超伝導電波カメラ
2万画素 @850GHz●超広視野（世界最大）サーベイが得意アルマ望遠鏡（チリ）、すばる、TMTなど

アルマ望遠鏡（チリ）：超高感度、超高角分解能。しかし視野が狭い②発見した銀河の詳しい内部構造を調べる

広域サーベイにおいて30mアンテナ×2万台と同等
受信機雑音（カメラ）
超高感度

南極１０ｍテラヘルツ望遠鏡
新ドームふじ基地：当面建設困難（2014）
建設場所を変更⇒Concordia station @Dome C（2015)（越冬）

新ドームふじ（越冬） 〇

（夏）

リッジA
(4050m)米国 〇（夏）中国

米国（越冬） ●ボストーク(3488m)
ロシア

（越冬）

仏伊

コンコルデイア基地（仏伊）フランス・イタリアとの交渉（１） 2015年1月

白石所長 → Yves Frenot（仏極地研究所長）：打診

 2015年4月26日 宮岡さん紹介→Yves Frenotと会う＠富山 ・・・ 前向きの返事
 2015年4月29日 Yves Frenot 「資料をよこせ。仏天文関係者とイタリアに連絡する」
～

Yves Frenotと情報交換（望遠鏡、基地関係、輸送等）
Patrice Godonを紹介される（具体的な技術検討）

 2015年6月

中井：ドームＣ訪問の希望 → 本吉さん：交換科学者制度利用（文科省に概算要求説明の前に現地調査が必要）

 2015年7月

Patrice Godon：基地訪問ＯＫ、１月に

 2015年9月～

Doris Thuillier（研究者担当）と旅程打ち合わせ
当初：全行程を飛行機で実際：ニュージーランド→イタリア基地＠沿岸部、観測船で 2016年1月10日 つくば発 ・・・ 観測船に乗る詳細な情報がないまま！
 2016年1月11日 ニュージーランド着：入国できず！
出国を証明するものがない→入管で揉める
身分、目的、仏からのメール１通でなんとか認めてもらう。

フランス・イタリアとの交渉（２） 2016年1月12日 メールでもらった連絡場所に行くも人に会えず
・「国際南極センター」（空港隣）：イタリア事務所は無人・代理店（Agency in Christchurch of support ENEA）：
遠すぎて行けないだろう（観光案内所）
出港予定日は翌日（1月13日）！
仏からのメールに e‐mail address が記載されていたのでAgencyにメールする → 出港は1月15日に変更。ホテルに迎えに行く。
 2016年1月15日 イタリア観測船「イタリカ」で出航（7日の航海の予定）
 2016年1月23日（現地時間） 伊テラノベイ基地着＠南極沿岸部
 2016年1月24日（現地時間） コンコルデイア基地＠ドームＣ着（飛行機）～ 2016年2月7日

調査、打ち合わせ （滞在～２週間）
コンコルデイア基地発（飛行機）→豪ケーシー基地＠沿岸部着

 2016年2月10日 豪ケーシー発（飛行機） → ホバート＠豪着 2016年2月12日 豪発
 2016年2月13日 つくば着

フランス・イタリアとの交渉（３） 2016年3月～5月 フランス天文研究者と連絡：支持を依頼
 2016年3月～

中井 → Yves Frenot：イタリア南極プログラムへの連絡を依頼
Frenot 「イタリア側から返事がない。いつも遅い」

 2016年4月

イタリア南極プログラムの責任者に直接連絡。
イタリアへ行って、直接に説明したい、と希望。返事あり。

 2016年5月26日

フランス側天文研究者に説明＠パリ
極めて積極的、ぜひ協力して実現したい、と 2016年5月27日

イタリア南極プログラムと天文研究者に説明＠ローマ大学（～20名参集）
非常に前向き。
日本側の望遠鏡予算が通ったら、イタリア側も南極観測経費要求(3年毎)に組み入れる。
＠ローマ大学（簡易型フィルム式カメラで撮影）

南極望遠鏡に関する講演会等（2017.1.10）

実施済または予定
計画中（年度内）

札幌市
2017年9月〇日（ ）〇〇（一般）望月優子（理研）、中井直正（筑波大）

仙台市
2017年1月8日（日）仙台市天文台（一般58）
中井直正（筑波大）

函館市
2016年12月3日（土）函館北洋ビル（一般41名）
徂徠和夫（北海道大）、中井直正（筑波大）

いわき市
2016年12月11日中央公民館（一般31名）
金高義（福島高専）、中井直正（筑波大）

金沢市
2016年12月18日石川県生涯学習センター（一般41名）
香川博之（金沢大）、中井直正（筑波大）

水戸市

箕面市

2016年11月16日（水）茨城大学（大学院生24名）
中井直正（筑波大）

2017年1月30日千里国際中等部（中学生・保護者）
瀬田益道（関西学院大）

土浦市

三田市

2016年3月5日（土）茨城県県南生涯学習センター（一般100名）
中井直正（筑波大）

2016年7月31日（日）関西学院大学（高校生一般約150名）
瀬田益道（関西学院大）2016年11月24日（木）三田ホテル（一般約40名）
瀬田益道（関西学院大）つくば市
2016年7月9日（土）つくば国際会議場（一般75名）
久野成夫（筑波大）、関口雄一郎（東邦大）
2016年11月5日（土）6日（日）筑波大学（一般約150名）
金谷、新田、永井、中井、他（筑波大）
2016年11月27日（日）つくばエキスポセンター（一般44名）
中井直正（筑波大）

神戸市
2016年12月17日（土）兵庫県教育会館（一般37名）
瀬田益道（関西学院大）、中井直正（筑波大）

中央区
福岡市
2016年12月23日（祭）福岡国際会議場（一般39名）
中井直正（筑波大）

2017年2月21日（火）ロイヤルパークホテル（財界）中井直正（筑波大）

岐阜市
2017年3月19日（日）岐阜大サテライト（一般）若松謙一（岐阜大）、中井直正（筑波大）

松山市
2016年12月4日（日）愛媛大学（一般82名）
長尾透（愛媛大）、中井直正（筑波大）

三鷹市

文京区
2017年3月8日（水）筑波大学東京キャンパス（他分野研究者）
中井直正（筑波大）

2016年10月22日（土）23日（日）国立天文台（一般約200名）
関本裕太郎（国立天文台）、新田冬夢（筑波大）

今後の予定〇１月中 日本学術会議「大型計画マスタープラン２０１７」公表予定〇２月

文科省（学術機関課）と交渉開始
Ｈ３０年度概算要求の事前説明
宿題(1)～(3)の回答
要求額 ２６億円余〇３月～ 講演会再開、署名集め継続〇４月～ 寄付金集め（クラウドファンデイング）〇～６月 文科省（学術機関課）と交渉
もし、通りそうであれば・・・・〇７月末 筑波大学 → 文科省にＨ３０概算要求を提出〇８月末 文科省 → 財務省〇12月20日頃 財務省から内示もし、通らなければ・・・・〇翌年度～ 通るまで要求し続ける。必ず通す。