VERAによる天体の測定、精度と距離で世界最高を記録

【2007年7月11日 国立天文台 アストロ・トピックス（308）】

遠く離れた電波望遠鏡どうしを連動させる「VERA計画」で、日本列島の大部分をおおう巨大な「仮想望遠鏡」が実現した。そして、人類史上最遠の距離に対する三角測量が高い精度で行われた。

アストロ・トピックスより

VERAの観測局配置図

VERAの観測局配置図。クリックで拡大（提供：国立天文台）

国立天文台は鹿児島大学と協力して、VLBIという電波干渉計の手法を用いて銀河系内の電波天体の距離と運動を高い精度で計測し、求めた天体の正確な位置から銀河系の3次元立体地図を作るVERA（VLBI技術による電波位置天文学の探究）計画を推進しています。このVERA計画は、銀河系内で三角測量を用いて距離を計測することができるもっとも遠い天体について精密距離計測を行うなどの科学的成果をあげることができました。

VERA計画は、岩手県奥州市、鹿児島県薩摩川内市、東京都小笠原村、沖縄県石垣市の4か所に直径20メートルの電波望遠鏡を設置し、それぞれが同時に天体を観測して観測された信号を、国立天文台三鷹にあるVLBI相関局において焦点を結ばせることにより、直径2300キロメートル（奥州市と石垣市の距離）に相当する電波望遠鏡の性能を引き出すものです。これによって天体の位置を精密に計測し、地球が太陽の周りを回転（公転）することによる天体の方向の違いから天体までの距離を求め、その変化から天体の運動を3次元的に求めることができます。これは、いわば三角測量の原理によって天体の距離を計測する方法であり、もっとも正確で信頼のおけるものです。

VERAの最大の特徴は、2つの方向を同時に観測することのできる世界で初めての「2ビーム」観測システムです。この観測方法を用いることで、位置の精密計測でもっとも大きな誤差を生み出す地上大気による「天体のふらつき」を補正し、天体位置の精密測定を可能にします。このような観測手法を「相対VLBI」と呼びます。

この方法により、三角測量を用いた計測ではもっとも遠い天体となるオリオン座 S269の計測に成功しました。この成功で、人類が三角測量を用いて計測した距離は、これまでの2倍に広がりました。さらに、オリオン座大星雲の中にある赤外線星雲「オリオン KL」の距離計測に初めて三角測量で成功し、世界最高精度で距離を求めることに成功しました。

今後、10年から15年をかけて観測を積み上げることで、最終的には銀河系内の約1000個の天体の位置と運動を計測し、銀河系の地図をつくるという目的を達成します。そして、銀河系の構造と運動状態を明らかにすることにより、銀河系内の質量分布やダークマターの分布を明らかにし、現代天文学の大きな謎であるダークマターの正体に迫ることが期待されます。

本計画は、国立天文台だけではなく鹿児島大学理学部との共同研究で進めてきたものです。大学共同利用機関である国立天文台が大学と共同で電波望遠鏡システムの開発および観測にあたることは初めての例であり、全国的に注目を集めています。