第6章天文学の観測装置Astronomical Instruments
Collaborative Group Activitiesグループで取り組もう
Most large telescopes get many more proposals for observing projects than there is night observing time available in a year. Suppose your group is the telescope time allocation committee reporting to an observatory director. What criteria would you use in deciding how to give out time on the telescope? What steps could you take to make sure all your colleagues thought the process was fair and people would still talk to you at future astronomy meetings?
英語のヒント
多くの大型望遠鏡には、1年間に夜間観測へ使える時間を大きく上回る観測計画の提案が寄せられる。自分たちのグループが、天文台長へ報告する観測時間配分委員会だとしよう。望遠鏡の時間をどう配分するか、どのような基準を使うだろうか。同僚全員が手続きを公正だと考え、その後の天文学の会合でも変わらず話しかけてくれるようにするには、何ができるだろうか。
Your group is a committee of nervous astronomers about to make a proposal to the government ministers of your small European country to chip in with other countries to build the world’s largest telescope in the high, dry desert of the Chilean Andes Mountains. You expect the government ministers to be very skeptical about supporting this project. What arguments would you make to convince them to participate?
英語のヒント
自分たちのグループは、緊張した天文学者からなる委員会だとする。自国であるヨーロッパの小国の閣僚に、ほかの国と資金を出し合い、チリのアンデス山脈の高く乾燥した砂漠に、世界最大の望遠鏡を建設するよう提案しようとしている。閣僚たちはこの計画の支援にかなり懐疑的だと予想される。参加を納得させるため、どのような主張をするだろうか。
The same government ministers we met in the previous activity ask you to draw up a list of the pros and cons of having the world’s largest telescope in the mountains of Chile (instead of a mountain in Europe). What would your group list in each column?
英語のヒント
前の活動に登場した同じ閣僚たちから、世界最大の望遠鏡を、ヨーロッパの山ではなくチリの山地に置くことの長所と短所を一覧にするよう求められた。自分たちのグループは、それぞれの欄に何を挙げるだろうか。
Your group should discuss and make a list of all the ways in which an observing session at a large visible-light telescope and a large radio telescope might differ. (Hint: Bear in mind that because the Sun is not especially bright at many radio wavelengths, observations with radio telescopes can often be done during the day.)
大型可視光望遠鏡と大型電波望遠鏡での観測が、どのような点で異なりうるか、グループで話し合ってすべて挙げなさい。ヒント:多くの電波の波長では太陽は特に明るくないため、電波望遠鏡では昼間にも観測できることが多い点を思い出そう。
Another “environmental threat” to astronomy (besides light pollution) comes from the spilling of terrestrial communications into the “channels”—wavelengths and frequencies—previously reserved for radio astronomy. For example, the demand for cellular phones means that more and more radio channels will be used for this purpose. The faint signals from cosmic radio sources could be drowned in a sea of earthly conversation (translated and sent as radio waves). Assume your group is a congressional committee being lobbied by both radio astronomers, who want to save some clear channels for doing astronomy, and the companies that stand to make a lot of money from expanding cellular phone use. What arguments would sway you to each side?
英語のヒント
光害のほかにも、天文学には「環境上の脅威」がある。これまで電波天文学用に確保されていた「チャンネル」、つまり波長や周波数へ、地上の通信が入り込むことである。たとえば携帯電話の需要が増えると、そのために使う電波チャンネルも増える。宇宙の電波源からのかすかな信号は、電波に変換されて送られる地上の会話の海に埋もれてしまうかもしれない。自分たちのグループは議会の委員会で、天文学のために雑音のないチャンネルをいくつか残したい電波天文学者と、携帯電話の利用拡大で大きな利益を得る企業の、双方から働きかけを受けているとする。どのような主張なら、それぞれの側へ心が動くだろうか。
When the site for the new Thirty-Meter Telescope on Hawaii’s Maunakea was dedicated, a group of native Hawaiians announced opposition to the project because astronomers were building too many telescopes on a mountain that native Hawaiians consider a sacred site. You can read more about this controversy at http://www.nytimes.com/2015/12/04/science/space/hawaii-court-rescinds-permit-to-build-thirty-meter-telescope.html?_r=0 and at http://www.nature.com/news/the-mountain-top-battle-over-the-thirty-meter-telescope-1.18446. Once your group has the facts, discuss the claims of each side in the controversy. How do you think it should be resolved?
英語のヒント
ハワイのマウナケアに建設する新しい30メートル望遠鏡の敷地を祝う式典が行われたとき、ハワイ先住民の一団が計画への反対を表明した。先住民が聖地と考える山に、天文学者があまりに多くの望遠鏡を建てているからである。この論争については、http://www.nytimes.com/2015/12/04/science/space/hawaii-court-rescinds-permit-to-build-thirty-meter-telescope.html?_r=0 および http://www.nature.com/news/the-mountain-top-battle-over-the-thirty-meter-telescope-1.18446 で詳しく読める。グループで事実を確認したら、対立するそれぞれの主張を論じなさい。どのように解決するべきだと思うか。
If you could propose to use a large modern telescope, what would you want to find out? What telescope would you use and why?
現代の大望遠鏡を使う提案を出せるとしたら、何を明らかにしたいだろうか。どの望遠鏡を使い、その理由をどう説明するだろうか。
Light pollution (spilled light in the night sky making it difficult to see the planets and stars) used to be an issue that concerned mostly astronomers. Now spilled light at night is also of concern to environmentalists and those worrying about global warming. Can your group come up with some non-astronomical reasons to be opposed to light pollution?
英語のヒント
夜空に漏れた光のために惑星や星が見づらくなる光害は、かつては主に天文学者に関わる問題だった。今では夜間の光の漏れは、環境保護に取り組む人や地球温暖化を懸念する人にも関わる問題である。天文学以外の理由で光害に反対する根拠を、グループでいくつか考えられるだろうか。
Review Questions復習問題
What are the three basic components of a modern astronomical instrument? Describe each in one to two sentences.
現代の天体観測装置を構成する三つの基本要素は何か。それぞれを1〜2文で説明しなさい。
Name the two spectral windows through which electromagnetic radiation easily reaches the surface of Earth and describe the largest-aperture telescope currently in use for each window.
電磁放射が地表へ届きやすい二つのスペクトルの「窓」を挙げ、それぞれの窓で現在使われている最大口径の望遠鏡を説明しなさい。
List the largest-aperture single telescope currently in use in each of the following bands of the electromagnetic spectrum: radio, X-ray, gamma ray.
電磁スペクトルの次の各波長帯で、現在使われている最大口径の単独望遠鏡を挙げなさい。電波、X線、ガンマ線。
When astronomers discuss the apertures of their telescopes, they say bigger is better. Explain why.
天文学者は望遠鏡の口径について、「大きいほどよい」という。それはなぜか説明しなさい。
The Hale telescope at Palomar Observatory has a diameter of 5 m, and the Keck I telescope has a diameter of 10 m. How much more light can the Keck telescope collect than the Hale telescope in the same amount of time?
パロマー天文台のヘール望遠鏡の直径は5 m、ケックI望遠鏡の直径は10 mである。同じ時間内に、ケックはヘールの何倍の光を集められるか。
What is meant by “reflecting” and “refracting” telescopes?
「反射」望遠鏡と「屈折」望遠鏡とは、それぞれ何を意味するか。
Why are the largest visible-light telescopes in the world made with mirrors rather than lenses?
世界最大級の可視光望遠鏡が、レンズではなく鏡で造られるのはなぜか。
Compare the eye, photographic film, and CCDs as detectors for light. What are the advantages and disadvantages of each?
光の検出器として、目、写真フィルム、CCDを比較しなさい。それぞれにどのような長所と短所があるか。
What is a charge-coupled device (CCD), and how is it used in astronomy?
電荷結合素子CCDとは何か。天文学ではどのように使うか。
Why is it difficult to observe at infrared wavelengths? What do astronomers do to address this difficulty?
赤外線の波長で観測することが難しいのはなぜか。天文学者は、その難しさにどう対処するか。
Radio and radar observations are often made with the same antenna, but otherwise they are very different techniques. Compare and contrast radio and radar astronomy in terms of the equipment needed, the methods used, and the kind of results obtained.
英語のヒント
電波観測とレーダー観測には同じアンテナを使うことが多いが、それ以外の点ではまったく異なる技術である。必要な機器、用いる方法、得られる結果の種類という観点から、電波天文学とレーダー天文学の共通点と相違点を比較しなさい。
Look back at Figure 6.18 of Cygnus A and read its caption again. The material in the giant lobes at the edges of the image had to have been ejected from the center at least how many years ago?
はくちょう座Aの図6.18に戻り、説明文をもう一度読みなさい。画像の両端の巨大なローブにある物質は、少なくとも何年前に中心から放出されたはずか。
Why do astronomers place telescopes in Earth’s orbit? What are the advantages for the different regions of the spectrum?
天文学者が地球を回る軌道へ望遠鏡を置くのはなぜか。スペクトルの異なる領域について、それぞれどのような利点があるか。
What was the problem with the Hubble Space Telescope and how was it solved?
ハッブル宇宙望遠鏡にはどのような問題があり、どのように解決されたか。
Describe the techniques radio astronomers use to obtain a resolution comparable to what astronomers working with visible light can achieve.
英語のヒント
電波天文学者が、可視光を使う天文学者と同程度の分解能を得るために用いる技術を説明しなさい。
What kind of visible-light and infrared telescopes on the ground are astronomers planning for the future? Why are they building them on the ground and not in space?
天文学者は将来に向けて、どのような地上の可視光・赤外線望遠鏡を計画しているか。なぜ宇宙ではなく地上に造るのか。
Describe one visible-light or infrared telescope that astronomers are planning to launch into space in the future.
天文学者が将来宇宙へ打ち上げる予定の可視光・赤外線望遠鏡を、一つ説明しなさい。