กล้องโทรทรรศน์ซูบารุ

กล้องโทรทรรศน์ซูบารุ () เป็นกล้องโทรทรรศน์เชิงแสงและอินฟราเรดขนาดใหญ่ของหอดูดาวแห่งชาติญี่ปุ่น ตั้งอยู่บนยอดภูเขาไฟเมานาเคอา (ความสูง 4,205 เมตร) บนเกาะฮาวาย

 ภาพรวม 
กล้องโทรทรรศน์ซูบารุสร้างเสร็จในปี 1998 และเริ่มสังเกตการทดสอบแสงแรกในเดือนมกราคมปี 1999 มูลค่าการก่อสร้างทั้งหมด 4 หมื่นล้านเยน มิตซูบิชิ อิเล็กทริค รับหน้าที่ออกแบบและสร้างระบบเป็นส่วนใหญ่ ชื่อเดิมของโครงการที่หอดูดาวแห่งชาติญี่ปุ่นได้เตรียมไว้ในช่วงแรกของการก่อสร้างคือ "กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่แห่งชาติญี่ปุ่น" (日本国設大型望遠鏡, Japan National Large Telescope, JNLT) การก่อสร้างเริ่มต้นขึ้นในปี 1991 จากนั้นจึงได้มีการเปิดให้คนทั่วไปได้มาร่วมตั้งชื่อเล่นให้กับกล้องโทรทรรศน์ใหม่นี้ แล้วสุดท้ายชื่อที่ได้รับเลือกก็คือ "ซูบารุ"

ตัวกล้องเป็นกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางกระจกเงาปฐมภูมิ 8.2 ม. และเส้นผ่านศูนย์กลางยังผล (เส้นผ่านศูนย์กลางของส่วนที่ใช้จริง) ก็เท่ากับ 8.2 ม. ซึ่งถือเป็นกล้องโทรทรรศน์ขนาดที่ใหญ่ที่สุดในโลกที่สร้างด้วยกระจกเงาแผ่นเดียว จนถึงปี 2005 ที่กล้อง LBT ซึ่งมีขนาด 8.4 ม. เริ่มเปิดใช้งาน ตัวกระจกเงาปฐมภูมิผลิตขึ้นในสหรัฐอเมริกาโดยใช้เวลานานกว่า 7 ปี

กล้องโทรทรรศน์ซูบารุใช้เทคโนโลยีขั้นสูงมากมาย คุณสมบัติหลักประการหนึ่งคือกระจกเงาปฐมภูมิได้รับการรองรับจากด้านหลังโดยตัวกระตุ้นให้ทำงานที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ 261 ตัว ซึ่งจะแก้ไขการบิดเบี้ยวของกระจกเงาปฐมภูมิที่เกิดขึ้นเมื่อเอียงกล้องโทรทรรศน์ได้อย่างแม่นยำโดยคงรูปร่างในอุดมคติไว้เสมอ (แอกทิฟออปติก) นอกจากนี้ ด้วยการสร้างรูปทรงของอาคารหอดูดาวให้เป็นโดมทรงกระบอก จึงมีความเหมาะสมกว่าโดมครึ่งทรงกลมทั่วไปในแง่ของการป้องกันความปั่นป่วนที่เกิดจากการแผ่รังสีความร้อนจากภายใน

นอกเหนือจากการตั้งค่าทางกายภาพของเครื่องมือแล้ว การสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์จะดำเนินการในรูปแบบของผู้สังเกตการณ์ที่ศูนย์ที่ตั้งอยู่ในฮิโล เมืองที่ใหญ่ที่สุดบนเกาะฮาวาย ซึ่งอยู่ห่างออกไปประมาณ 30 กิโลเมตรสิ่งอำนวยความสะดวกของกล้องโทรทรรศน์ซูบารุที่ฐานฮิโล

 รูปแบบ 
 รูปแบบ: กล้องโทรทรรศน์แบบริตชี–เครเตียง / กล้องโทรทรรศน์แบบแนสมิธ

 สถานที่ติดตั้งกล้องโทรทรรศน์
 ละติจูด 19 องศา 49 ลิปดา 43 พิลิปดา เหนือ
 ลองจิจูด 155 องศา 28 ลิปดา 50 พิลิปดา ตะวันตก
 สูงจากระดับน้ำทะเล 4,139 ม.

 ฐานตั้งกล้อง
 ระบบขอบฟ้า

 ตัวกล้องโทรทรรศน์
 ความสูง: 22.2 ม.
 ความกว้างสูงสุด: 27.2 ม.
 น้ำหนัก: 555 ตัน

 กระจกเงาสะท้อนแสงปฐมภูมิ
 เส้นผ่านศูนย์กลางที่ใช้งาน: 8.2 ม.
 ความหนา: 20 ซม.
 น้ำหนัก: 22.8 ตัน
 วัสดุ: ULE (แก้วขยายต่ำพิเศษ)
 ความคลาดเคลื่อนในการขัดผิวโดยเฉลี่ย: 14 นาโนเมตร
 ความยาวโฟกัส : 15 ม.

 โฟกัส สามารถใช้งานได้ 4 แบบ
 โฟกัสปฐมภูมิ: f/2.0 (รวมเลนส์แก้ไขความคลาด) ความยาวโฟกัส 16,400 มม.
 โฟกัสกัสแกร็ง: f/12.2 ความยาวโฟกัส 100,000 มม.
 โฟกัสแนสมิธ (มี 2 ข้าง ด้านซ้ายและขวาของตัวกล้องโทรทรรศน์): f/12.6 ความยาวโฟกัส 103,320 มม.


 โดม
 อาคารห่อหุ้มทรงกระบอกเชื่อมต่อกล้องโทรทรรศน์
 ความสูง: 43 ม.
 เส้นผ่านศูนย์กลางพื้นฐาน: 40 ม.
 น้ำหนัก: 2,000 ตัน
 หุ้มด้วยแผงอะลูมิเนียมทั้งหมด

 อุปกรณ์สังเกตการณ์ 
 IRCS (Infrared Camera and Spectrograph): อุปกรณ์ถ่ายภาพอินฟราเรดใกล้และสเปกโทรกราฟ (พัฒนาร่วมกับมหาวิทยาลัยฮาวาย)
 CIAO (Coronographic Imager for Adaptive Optics): อุปกรณ์ถ่ายภาพด้วยโคโรนากราฟที่ใช้อะแดปทิฟออปติก
 COMICS (Cooled Mid Infrared Camera and Spectrometer): อุปกรณ์ถ่ายภาพสเปกโทรสโกปีช่วงคลื่นอินฟราเรดกลางที่มีระบบหล่อเย็น
 FOCAS (Faint Object Camera And Spectrograph): อุปกรณ์ถ่ายภาพสเปกโทรสโกปีสำหรับวัตถุเลือนราง
 Suprime-Cam (Subaru Prime Focus Camera): กล้องโฟกัสปฐมภูมิมุมกว้าง
 HSC (Hyper Suprime-Cam): กล้องโฟกัสปฐมภูมิมุมกว้างพิเศษ
 HDS (High Dispersion Spectrograph): สเปกโทรมิเตอร์แบบกระจายสูง
 MOIRCS (Multi-Object Infrared Camera and Spectrograph): เครื่องถ่ายภาพสเปกโทรสโกปีย่านอินฟราเรดใกล้แบบหลายวัตถุ พัฒนาร่วมกับภาควิชาดาราศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยโทโฮกุ
 HiCIAO (High-Contrast Coronographic Imager for Adaptive Optics)
 SCExAO (The Subaru Coronagraphic Extreme Adaptive Optics)

อุปกรณ์สังเกตการณ์เหล่านี้สามารถสังเกตการณ์ได้ครอบคลุมย่านแสงที่มองเห็นได้ไปจนถึงย่านอินฟราเรด สามารถครอบคลุมช่วงความยาวคลื่นที่หลากหลายได้โดยการติดอุปกรณ์สำหรับ การถ่ายภาพ และอุปกรณ์สำหรับสเปกโทรสโกปี เข้ากับจุดโฟกัสของกล้องโทรทรรศน์หนึ่งในสี่จุดตามเป้าหมายการสังเกต อุปกรณ์สังเกตการณ์ใหม่กำลังได้รับการพัฒนาและวิจัยในมหาวิทยาลัยและสถาบันดาราศาสตร์แห่งชาติญี่ปุ่น

HDS, IRCS และ Suprime-Cam เป็นเครื่องมือสังเกตการณ์ที่ติดตั้งในช่วงแรกที่สร้างหอดูดาว NAOJ ฮาวาย หลังจากนั้นอุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้นใหม่ เช่น COMICS และ FOCAS ได้ถูกติดตั้งและใช้สำหรับการสังเกตที่ดำเนินการโดยหอดูดาวโอกายามะ นอกจากนี้ยังได้มีการพัฒนา CIAO ขึ้นโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบถูกใช้เพื่อสังเกตการณ์ระบบดาวคู่ และ ระบบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ นอกจากนี้ เพื่อให้ใช้ระบบเชิงแสงขนาดใหญ่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงได้ติดตั้ง MOIRCS ซึ่งพัฒนาโดยทีมงานจากมหาวิทยาลัยโทโฮกุเป็นหลัก

ในเดือนสิงหาคม 2012 ได้มีการติดตั้ง HSC ที่พัฒนาขึ้นใหม่แทนที่ Suprime-Cam กล้อง Suprime-Cam สามารถจับภาพส่วนหนึ่งของดาราจักรอันโดรเมดาได้ (ขอบเขตการมองเห็นกว้างกว่าดวงจันทร์เต็มดวงเล็กน้อย) ในขณะที่ HSC เป็นกล้องมุมกว้างที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในโลก โดยสามารถจับภาพพื้นที่ท้องฟ้าได้กว้างถึง 9 เท่าของดวงจันทร์เต็มดวง กล้องโทรทรรศน์ซูบารุสามารถจับภาพดาราจักรอันโดรเมดาได้เกือบทั้งหมดในมุมมองเดียวโดยใช้กล้องดิจิทัลขนาดใหญ่ที่มีทั้งหมด 870 ล้านพิกเซล และองค์ประกอบ CCD ที่พัฒนาขึ้นอย่างอิสระ 116 ชิ้น

HiCIAO ได้ถูกพัฒนาขึ้นโดยได้ปรับปรุงจาก CIAO โดยได้มีการแก้ไขตัวกรองโคโรนากราฟและระบบเชิงแสง เพื่อสังเกตดาวเคราะห์นอกระบบด้วยความแม่นยำที่แม่นยำ เริ่มใช้งานตั้งแต่ปี 2009

SCExAO เป็นระบบอุปกรณ์ถ่ายภาพความเปรียบต่างสูงที่ใช้เพื่อการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบด้วยวิธีการถ่ายภาพโดยตรงSCExAO website ประกอบไปด้วยโคโรนากราฟ 4 แบบ เริ่มใช้งานตั้งแต่ปี 2015 มีความสามารถสูงในการแยกดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดาวฤกษ์ เช่น ถ้าระบบดาวนั้นอยู่ห่างไป 100 pc สามารถถ่ายภาพดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดาวหลักไป 4 AU ได้ในขณะที่ GPI ของหอดูดาวเจมินีและ SPHERE ของกล้อง VLT สามารถแยกได้ที่ระยะ 12 AUJovanovic, N., Martinache, F., Guyon, O., Clergeon, C., Singh, G., Kudo, T., Vievard, S., Newman, K., Minowa, Y., Hayano, Y., Kuhn, J., Serabyn, E., Norris, B., Tuthill, P., Stewart, P., Huby, E., Perrin, G., Lacour, S., Murakami, N., Fumika, O., 2014, "SCExAO as a precursor to an ELT exoplanet direct imaging instrument" , 

อุปกรณ์ช่วยสังเกตการณ์ประกอบด้วยระบบอะแดปทิฟออปติกโดยใช้เซนเซอร์หน้าคลื่นที่พัฒนาโดยฮามามัตสึโฟโตนิกส์ และระบบเลเซอร์นำทางดาวที่พัฒนาโดย RIKEN ทำให้สามารถสงเกตการณ์ได้ด้วยความละเอียดเชิงแสงและความเที่ยงตรงสูง อย่างไรก็ตาม ยังมีการวางแผนว่าความละเอียดของเซนเซอร์หน้าคลื่นจะได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติมในอนาคตตามความก้าวหน้าของการวิจัยและพัฒนา

สเปกโทรสโคปแบบกระจายสูงเป็นอุปกรณ์ที่สร้างภาพสเปกตรัมที่แม่นยำโดยการขยายภาพสเปกตรัมโดยใช้เลนส์รวมแสง ความยากคือภาพสเปกตรัมจะมืดลงเนื่องจากถูกขยายโดยเลนส์รวมแสง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้เซนเซอร์ที่มีรูรับแสงหรือความไวแสงสูง กรณีหลังมักไม่ใช้เนื่องจากปัญหาเช่นกระแสไฟมืด สเปกโตรมิเตอร์ที่มีการกระจายต่ำเป็นอุปกรณ์ที่สามารถจับภาพสเปกตรัมได้ตามที่เป็นอยู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เป็นอุปกรณ์ที่สามารถแสดงหรือถ่ายภาพสเปกตรัมที่ได้รับโดยตรงโดยใช้ปริซึม เกรตติงแยกแสง เป็นต้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ใช้สำหรับการสังเกตดวงอาทิตย์และการสังเกตทางวิทยาศาสตร์ของดาวเคราะห์

 เทคโนโลยีการสังเกตการณ์ 
เพื่อรักษาความเที่ยงตรงของตัวสะท้อนซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 8.2 ม. แต่หนาเพียง 20 ซม. จึงติดตั้งตัวรองรับแบบแอกทิฟ อุปกรณ์สนับสนุนนี้ช่วยให้แน่ใจว่าความแม่นยำของกระจกเงาจะถูกรักษาให้คงอยู่ในหลัก 100 นาโนเมตร () เสมอ ด้วยการรองรับกระจกเงาปฐมภูมิจากด้านหลังด้วยตัวกระตุ้นให้ทำงาน ที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ 261 ตัว การเสียรูปของกระจกเงาปฐมภูมิเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงการจัดวางกล้องโทรทรรศน์จะถูกปรับแก้อย่างละเอียดโดยอัตโนมัติทุก ๆ 0.1 วินาที

มีการติดตั้งอะแดปทิฟออปติกที่จุดโฟกัสกัสแกร็งตั้งแต่เดือนธันวาคม 2000 เพื่อแก้ไขการกระเพื่อมของภาพดาวตามเวลาจริงซึ่งเกิดจากความผันผวนที่เร็วขึ้น เนื่องมาจากสาเหตุ เช่น ความปั่นป่วนในชั้นบรรยากาศโลก เป็นผลให้ได้ภาพดาวในย่านใกล้อินฟราเรดที่เข้าใกล้ขีดจำกัดการเลี้ยวเบน นอกจากนี้ ยังพัฒนาระบบอะแดปทิฟออปติกได้แม่นยำยิ่งขึ้นโดยใช้ดาวเทียม (ดาวนำแสงเลเซอร์) ที่โฟกัสแนสมิธอินฟราเรด และประสบความสำเร็จในการสังเกตครั้งแรกในเดือนตุลาคม 2006

ด้วยเทคโนโลยีเหล่านี้ ทำให้สามารถรับภาพความละเอียดสูงของเทห์ฟากฟ้าและปรับปรุงประสิทธิภาพการสังเกตดาราจักรและเนบิวลาที่อยู่ห่างไกลซึ่งริบหรี่ได้ดีขึ้นอย่างมาก

 ผลงานโดยกล้องโทรทรรศน์ซูบารุ 
กล้องโทรทรรศน์ซูบารุถูกสร้างขึ้นและใช้งานโดยหอดูดาวแห่งชาติของญี่ปุ่นเป็นหลัก แต่เนื่องจากเป็นหอดูดาวแบบเปิดระหว่างประเทศ นักดาราศาสตร์จากทั่วโลกจึงสามารถส่งข้อเสนอขอทำการสังเกตการณ์ได้ และเฉพาะข้อเสนอการสังเกตการณ์ที่ผ่านการคัดกรองเท่านั้นที่จะถูกนำไปปฏิบัติงานจริง มีการเปิดรับข้อเสนอการสังเกตการณ์ปีละสองครั้ง

 ผลงานโดยกล้องโทรทรรศน์ซูบารุตัวเดียว 
 การค้นพบเนบิวลารูปเส้นใย แหล่งกำเนิดโครงสร้างขนาดใหญ่ในเอกภพ นอกจากนี้ยังค้นพบเนบิวลาที่เป็นแหล่งกำเนิดกระจุกดาราจักร และมีมวลมากกว่า 10 เท่าของ ทางช้างเผือก
 จับภาพมหานวดาราที่อยู่ไกลที่สุดในเอกภพในช่วงคลื่นอินฟราเรด
 จับภาพวงแหวนดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ
 ในเดือนกุมภาพันธ์ 2005 จับภาพกระจุกดาราจักรที่ไกลที่สุดเท่าที่เคยสังเกตมาในทิศทางของกลุ่มดาววาฬที่อยู่ห่างออกไป 12.8 พันล้านปีแสง
 การวิเคราะห์แสงวาบรังสีแกมมา ในเดือนพฤษภาคม 2006 ยืนยันว่า การรีไอออไนซ์ของเอกภพมีอายุย้อนไปถึง 900 ล้านปีหลังจากบิกแบง
 ในเดือนสิงหาคม 2006 มีการค้นพบเควซาร์ที่อยู่ห่างออกไป 12,700 ล้านปีแสงในทิศทางของกลุ่มดาวปู ซึ่งเป็นเควซาร์ที่อยู่ไกลที่สุดที่ชาวญี่ปุ่นค้นพบ
 ในเดือนกันยายน 2006 ค้นพบ ดาราจักรที่อยู่ห่างออกไป 12.88 พันล้านปีแสงในทิศทางของกลุ่มดาวผมเบเรนิซ ซึ่งเป็นดาราจักรที่อยู่ไกลที่สุดในประวัติศาสตร์การสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์
 พฤศจิกายน 2014 สำรวจเอกภพที่ไกลที่สุดด้วยความไวที่ไม่เคยมีมาก่อน และค้นพบดาราจักร 7 แห่งในเอกภพห่างไกลหลังบิกแบงเพียง 700 ล้านปี (13.1 พันล้านปีแสง)

 ผลงานโดยความร่วมมือระหว่างประเทศ 
 ร่วมมือกับยานสำรวจดีปอิมแพกต์ของนาซาเพื่อจับภาพแสงในช่วงเวลาที่ดาวหางตกกระทบ
 การสังเกตการณ์นี้ยังทำกับกระจุกกล้องโทรทรรศน์ทั้งหมดบนยอดภูเขาไฟเมานาเคอา
 การสังเกตการณ์ยังทำที่หอดูดาวท้องฟ้าซีกใต้แห่งยุโรปด้วย
 สังเกตกระแสไอพ่นของดวงจันทร์ไททันของดาวเสาร์ได้ด้วยความร่วมมือกับยานกัสซีนีของนาซาและองค์การอวกาศยุโรป (ESA)
 ร่วมมือกับนาซาค้นหาเป้าหมายการสำรวจแถบไคเปอร์ของดาวพลูโต ยานนิวฮอไรซันส์
 ร่วมมือกับ ESA ทำการสำรวจภาพถ่ายในห้วงอวกาศที่เรียกว่า Subaru/XMM-Newton Deep Survey (SXDS)
 เข้าร่วมโครงการ COSMOS ร่วมกับ กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล, กล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์, VLA, VLT, XMM-Newton, GALEX, กล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทรา, UKIRT, NOAO, CFHT ฯลฯ เพื่อสังเกตโครงสร้างขนาดใหญ่ในเอกภพ ในทุกช่วงความยาวคลื่นของรังสีเอกซ์ รังสีอัลตราไวโอเลต รังสีอินฟราเรด และคลื่นวิทยุ

 การเผยแพร่ภาพที่ถ่ายและสารบัญแฟ้มทางดาราศาสตร์ 
ในปี 2004 คณะวิจัยจากหอดูดาวแห่งชาติญี่ปุ่น, มหาวิทยาลัยโตเกียว, องค์การสำรวจอวกาศญี่ปุ่น, มหาวิทยาลัยเดอรัมและมหาวิทยาลัยเลสเตอร์ของสหราชอาณาจักร ได้ทำการเผยแพร่สารบัญแฟ้มทางดาราศาสตร์ Subaru/XMM-Newton Deep Survey (SXDS)「すばる望遠鏡 銀河形成の歴史に迫る」 -すばる/XMM-ニュートン・ディープサーベイ(SXDS) 画像データ公開-

 เหตุการณ์ 
 เกิดไฟไหม้ระหว่างการก่อสร้างอาคารโดมซึ่งเป็นที่ตั้งของกล้องโทรทรรศน์ อุบัติเหตุดังกล่าวคร่าชีวิตคนงานไป 4 คน
 ในเดือนกรกฎาคม 2011 มีการรั่วไหลของสารหล่อเย็นจากจุดโฟกัสปฐมภูมิของกล้องโทรทรรศน์ซูบารุ ของเหลวกระเซ็นไปทั่วบริเวณกว้าง รวมทั้งกระจกเงาปฐมภูมิ และอุปกรณ์ก็โดนน้ำด้วย ทำให้ไม่สามารถใช้งานการสังเกตได้ หลังจากนั้น การตรวจสอบสาเหตุและงานบูรณะก็ดำเนินต่อไป และภายในเดือนกันยายน 2011 การสังเกตที่โฟกัสแนสมิธ โฟกัสกัสแกร็ง และโฟกัสปฐมภูมิอินฟราเรดก็กลับมาทำงานต่อ ต้องใช้เวลาพอสมควรในการกู้คืนโฟกัสแสงที่มองเห็นได้ซึ่งเสียหายไป แต่ก็สามารถกลับมาทำการสังเกตการณ์แบบเปิดได้ใหม่ในวันที่ 15 กรกฎาคม 2012

 อ้างอิง 

 อ่านเพิ่มเติม 
 ฮิโรยาสึ อันโด "กล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก ซูบารุ" (เซย์บุนโด ชิงโกชะ, 1998) ISBN 4-582-50303-9
 เคย์อิจิ โคไดระ "เรื่องราวของการกำเนิดของกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ซูบารุ ความฝันบนท้องฟ้าที่เต็มไปด้วยดวงดาว " (คินโนเซย์ชะ, 2000) ISBN 4-323-06076-9
 ฮิโรชิ คาราอุชิ "กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ของญี่ปุ่น ซูบารุ เข้าใกล้ความลึกลับของจักรวาล" (เซย์บุนโด ชิงโกชะ, 2000) ISBN 4-416-20001-3
 เคย์อิจิ โคไดระ "20 ปีของโครงการกล้องโทรทรรศน์ Subaru สู่จุดจบของจักรวาล" (ฮายากาวะ โชโบ ฮายากาวะ บุงโกะ NF, 2006) ISBN 4-15-050308-7

หมวดหมู่:หอดูดาวในรัฐฮาวาย
หมวดหมู่:กล้องโทรทรรศน์เชิงแสง
หมวดหมู่:กล้องโทรทรรศน์อินฟราเรด