野辺山宇宙電波観測所

野辺山宇宙電波観測所

野辺山宇宙電波観測所（のべやまうちゅうでんぱかんそくじょ）は、日本を代表する電波天文台。八ヶ岳のふもと、長野県南佐久郡南牧村に位置する。英語略称は NRO (Nobeyama Radio Observatory)。

正式には、自然科学研究機構国立天文台野辺山宇宙電波観測所/太陽電波観測所。

それぞれ扱っている部門で部署が分けられており、宇宙電波観測所と太陽電波観測所を総合して「野辺山電波観測所」あるいは「野辺山地区」と呼ぶ。地元では、「野辺山電波天文台」の愛称で呼ばれる。

沿革

この観測所は、東京大学附属東京天文台（現・国立天文台）天体電波研究部の観測施設として設立。 開設当初から、全国大学共同利用観測所として運営が行われている。現在活躍する、日本における多くの電波天文学者の生みの親となった観測所。また水沢VLBI観測所によるVERA計画、宇宙科学研究所による宇宙空間VLBI計画VSOP（電波天文衛星「はるか」）、アルマ望遠鏡計画などが野辺山から生まれた。

• 1967年10月 - 天文研究連各委員会で、45mを中心とする観測所計画がまとまる
• 1969年4月 - 6mミリ波天体電波望遠鏡が稼動（現：国立天文台三鷹キャンパス内)。
• 1969年5月 - 起工式。
• 1969年10月 - 開所式
• 1970年4月 - 160MHzの太陽電波干渉計が稼動。
• 1971年4月 - 17GHzの太陽電波偏波計が稼動。
• 1977年4月 - 用地取得終了
• 1980年4月 - 45mミリ波電波望遠鏡建設開始。（工事受注：三菱電機・富士通のJV)
• 1981年10月 - 45mミリ波電波望遠鏡試験観測開始。
• 1982年4月 - 45mミリ波電波望遠鏡が稼動。
• 1982年10月 - 野辺山ミリ波干渉計（NMA）が稼動。
• 1986年4月 - 17GHzの太陽電波干渉計を改良。
• 1989年4月 - 160MHzの太陽電波干渉計稼動終了。
• 1990年4月 - 太陽電波ヘリオグラフ建設開始（工事受注：NEC・東芝のJV）。
• 1992年4月 - 太陽電波ヘリオグラフ稼動。
• 1992年7月 - 17GHzの太陽電波偏波計稼動終了
• 1997年10月 - VSOP衛星の打ち上げ成功「はるか」と命名される。

設営理由

この地における太陽電波観測が始まったのは、西を八ヶ岳山麓、東を秩父山地に囲まれ、放送電波による電波ノイズが少ない事と小海線等を活用できることによるアクセスの良さ、さらには信州大学の実験農場等があり、開設に関して信州大学等から協力を得て行われることになったためである。

主な施設

• 駐車場（無料）
• 守衛所（団体見学の受付、パンフレットなどを配布）
• 本館
  • 計算機室・開発室・事務室
• 干渉計観測棟
  • NMAの観測モニター室・NMA相関器室
• 45m電波望遠鏡
  • 下部機械室
  • 受信器室
• 45m望遠鏡観測棟
  • 45m電波望遠鏡の観測モニター室・見学室
• 太陽電波観測所棟
  • 計算機室・事務室
• 偏波観測室
  • 電波観測装置が入っている
• 旧太陽電波観測所棟
  • 現在は、資料室や機械置場などに活用

主な観測装置

NoRHが並んでいる様子

太陽電波観測所

電波で太陽を観測する観測所。現在の主力は電波ヘリオグラフと強度偏波計。

電波ヘリオグラフ(NoRH: Nobeyama Radioheliograph)

NoRH

直径80cmのアンテナ84台を東西490m、南北220mのT字型の線上に配置した太陽観測専用の電波望遠鏡。観測周波数は17GHzと34GHz。観測対象は太陽の全面である。撮影される画像はカメラで撮影したような映像で、プロミネンスや黒点などを視覚的に観察できるのが大きな特徴である。最高で毎秒10枚の電波画像を取得することができ、天候に関係なく毎日太陽を観測している。

この電波ヘリオグラフは、2015年度から国立天文台と名古屋大太陽地球環境研究所の共同運用に移行した。太陽観測の主軸が人工衛星に移ったため運用を終了する予定だったが、名古屋大や世界各地の研究者から運用継続の要望が寄せられたためで、今後の運用費は世界の研究者から寄付を募る方針。この共同運用化に伴い、これまで運用していた国立天文台 野辺山太陽電波観測所は組織としては2015年3月末で廃止となった。

技術仕様

• 制御：全自動式（84台の望遠鏡を1台のコンソールから制御）
• 鏡面材質：炭素繊維強化プラスチック製、反射面はアルミニウム蒸着
• 光学系：カセグレイン式電波光学系
• 受信機：超伝導型SISミキサー
• 架台：経緯台式
• 追尾精度：0.01秒/180度
• 観測周波数：1992年から 17 GHz、1995年から 34 GHz

野辺山強度偏波計(NoRP: Nobeyama Radio Polarimeters)

NoRP

さまざまな周波数を用いて太陽の電波を計測することを目的とした電波計で、それぞれ1、2、3.75、9.4、17、35、80 GHzの7周波数を持つ観測装置から成っている。太陽表面の爆発のメカニズムの解明に向けた観測を行うことが主な目的である。またこれら周波数帯の電波は、航空機、携帯電話基地局、静止通信衛星、船舶レーダー等からの混信を受けているため、周波数帯毎にバンドパスフィルタの追加や観測周波数の変更により、観測性能を確保する事も行われている。

周波数の変更例、

1. 3.75GHz : 3710MHz±5MHz → 3560MHz±5MHz、3870MHz±5MHz → 3440MHz±5MHz
2. 9.4GHz : 9400MHz → 9310MHz、9520MHz → 9430MHz

技術仕様

• 制御：全自動式
• 鏡面材質：アルミパネル
• 光学系：カセグレイン式電波光学系
• 架台：赤道儀式
• 追尾精度：0.01秒/180度
• 各アンテナ毎に電波測定を行う

宇宙電波観測所

宇宙電波望遠鏡による宇宙電波観測を実施。主たる観測波長がミリ波のため、ミリ波電波望遠鏡と呼ばれる。

口径45mミリ波望遠鏡。これまでに、この電波望遠鏡を用いてたくさんの分子が検出され同定された。

口径45mミリ波電波望遠鏡

1981年に完成した、口径45mの電波望遠鏡。波長が数ミリの電波（ミリ波）を観測する電波望遠鏡としては世界最大級である。1996年にBEARS (25-BEam Array Receiver System) と呼ばれる25素子受信機が搭載され、一度に25点を観測する高速マッピングが可能になった。近年ではOn-The-Fly (OTF) と呼ばれる、観測領域を掃天しながら短時間間隔でデータを取得する技術が実装され、マッピングのスピードと精度を大幅に向上した。いくつもの新星間分子、原始星周囲のガス円盤、ブラックホール存在の証拠の発見など、世界的に重要な観測成果を出し続けている。

2017年6月、IEEEよりIEEEマイルストーンに認定された。

技術仕様

• 有効口径：45m
• 光学系：カセグレイン式
• 鏡面材質：アルミパネル+CFRPコート
• 鏡面精度：実測値 平均0.01mm/45m（補償装置稼動時）、平均0.1mm/45m（補償装置非稼動時）
• 光学系補助装置：ビームコリメータ
• 鏡面測定補助装置：レーザ測定装置（精密補正用）
• 架台：経緯儀式
• 追尾精度：0.1秒/180度
• 観測波長：10GHz 〜 230GHz
• 架台制御方式：全自動制御（ACサーボモータ）

野辺山ミリ波干渉計 (NMA: Nobeyama Millimeter Array)

6台のNMA

口径10mのアンテナを6台結合させ、最大口径600mの電波望遠鏡に相当する高解像度観測を行うことができる開口合成型電波望遠鏡。星形成領域や星間分子雲、近傍系外銀河やクエーサー母銀河などの観測研究に活躍している。2006年度を最後に一般共同利用観測を停止した。45mミリ波電波望遠鏡と組み合わせて最大の分解能を実現する「RAINBOW干渉計」としても用いられていた。

技術仕様

• 有効口径：10m /最大合成口径 600m
• 光学系：カセグレイン式ビーム光学系
• 鏡面材質：アルミパネル+CFRPコート
• 鏡面精度：実測値 平均0.005mm/10m（補償装置稼動時）、平均0.01mm/10m（補償装置非稼動時）
• 鏡面測定補助装置：衛星ビーム干渉測定装置（通常補正用）、レーザ測定装置（精密補正用）
• 架台：経緯儀式
• 追尾精度：0.05秒/180度
• 観測波長：85GHz 〜 230GHz
• 架台制御方式：全自動制御（ACサーボモータ）
• 架台制御補助装置：エンコーダ補正装置
• 本体移動装置：有人運転型ディーゼル機関車、ジャッキアップ装置付き（最大荷重50トン）

研究活動

天文学研究・教育

• 電波望遠鏡の共同利用を通じて日本全国・世界の天文学者が来訪し、観測と研究を行っている。
• 学部4年生及び大学院生を対象とした観測実習も実施。

ハードウェア分野

ミリ波干渉計で開口合成法を用いた観測を行うため、天文学分野では日本で最初にスーパーコンピュータを活用した観測所としても知られている。太陽電波望遠鏡に関しても、その画像を得るためには大きな計算機資源が必要なため、これまた専用のスーパーコンピュータシステムを導入した。

業務解説

観測及びデータ利用

• 45mミリ波電波望遠鏡を使用する際には、公募観測として共同利用に付している。

開発業務

• 25素子型のマルチチャンネル受信機は、超伝導素子を使用した受信機（SIS受信機）を5×5に並べたもの。
• 現在は、多様な観測ニーズにこたえるために、受信機装置の精度向上や高分解能のデジタル分光計の開発などを行っている。

所内注意事項

• 宇宙電波観測は、宇宙空間からの微弱な電波を捉えて解析する作業のため、観測所内では通信機器の使用は制限している。

公開情報

年末・年始を除いて自由見学が可能である。また毎年8月20日頃に「特別公開」としてイベントを行っている。

所在地

• 長野県南佐久郡南牧村野辺山462-2
  • 交通アクセス：JR東日本・小海線・野辺山駅から、徒歩20分
  • 自動車・バス：野辺山宇宙電波観測所ホームページ参照。

関連項目

施設

• 研究所 - 天文台 - 国立天文台
• 電波望遠鏡

研究開発

• VLBI - VERA
• ASTE望遠鏡 - アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計
• コンピュータ - スーパーコンピューター
• 超伝導
• 音響光学型スペクトル分析器
• FX型デジタル分光相関器

研究協力

• 情報通信研究機構
• 理化学研究所
• 三菱電機
• 富士通
• 日本電気

学術研究

• 天文学 - 電波天文学

外部リンク

• 国立天文台
  • 国立天文台野辺山地区