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NJIT、太陽をリアルタイムに広域で見る次世代オプティクス開発

January, 24, 2017, Newark--ニュージャージ工科大学(NJIT)のBig Bear Solar Observatory(BBSO)が多層の大気乱流によって乱される太陽画像を補正するために開発した画期的な光学デバイスにより、研究者は太陽表面の幅広い範囲にわたり起こっている太陽活動の極めて正確で詳細なリアルタイム画像が得られる。
 天文台の1.6m New Solar Telescopeは、例えば太陽フレアやコロナのガス噴出などの大きな爆発の同時画像を生成できる。これらは太陽の光球の20000マイル幅の黒点など巨大な構造にわたりほぼ同時に起こっている。
 国立科学財団(NSF)の助成をうける国際研究者チームのリーダー、NJITの物理学教授、Philip Goode氏によると、太陽風の起源など、太陽の基本的動力学を理解するには可能な限り広い視界からデータを収集する必要がある。 
 例えば、大きなフレアでは、磁場の変化が多数の異なる場所にほぼ同時に現れると見られている。「包括的に、たくさんの爆発をすぐに見ることによってのみ、正確にそのサイズ、強さ、これらの磁気的事象の連続を正確に測定することができる。また、太陽のこれらの磁場が、最終的に爆発するまで相互に巻き付くようにさせる力を分析することができる。この爆発により膨大な量の放射と粒子が吐き出され、それらが地球の方に向かうときに、破壊的な宇宙天気となるのである」。
 多接合適応型オプティクス(MCAO)デバイスは、現在世界最高の解像度をもつ太陽望遠鏡、BBSO望遠鏡の開口部後段にある。同システムは、3つのミラーで構成されている。これらのミラーが入射光波の光路を補正するために形状を変える。これをガイドするのは、ウエイブパスの収差を計測するために2000フレーム/秒以上で撮像する超高速カメラ付属のコンピュータ。そのシステムは、多接合と言う3つのレンズの各々が異なる高度(地上付近、高度約3マイルと6マイル)からの光を捉え、3つの補正済みの画像が、ともに歪のない画像を生成するからである。つまり、約7マイルまでの乱流効果を除去している。
 MCAOシステムは、単一の形状変更、つまりで画像を補正するデフォーマブルミラー、適応型オプティクスとして知られる現在の技術で利用可能な補正視界のサイズを3倍にした。
 地上からジェットストリームまで、地球大気の様々な層における乱気流が人の目で補正できるよりも高速に太陽光のパスを変え、従来の望遠鏡で捉えた画像を不鮮明にする。このぼやけは、異なる温度で気団が混ざる時に起こり、光伝搬を歪めて遠くの物体からの絶え間なく変わるランダムなパスになり、観察者にはランダムな入射角で届くことになる。その同じ大気乱流が星の瞬きとなるのである。
(詳細は、www.njit.edu)