赤外線分光器 MODHISが 概念設計審査の第一段階を通過

TMTの第一期観測装置の1つである MODHIS（多目的回折限界近赤外高分散分光器）は、生命の兆候を示す地球型系外惑星の発見などを目的として開発が進められています。2022年8月に最初の概念設計中間審査会が開催され、約30名の技術者や科学者がオンライン上に集まり、進捗を評価しました。

8月12日にオンラインで行われた審査会の画面。カリフォルニア大学(ロサンゼルス校、サンディエゴ校)、カリフォルニア工科大学、NASAジェット推進研究所、TMT国際天文台から30名近い技術者や科学者が参加しました。国立天文台からは、MODHISのプロジェクトマネージャーを務める寺田が参加しました。（クレジット：TMT国際天文台）

今後数十年間の科学的な最優先事項の1つは、太陽系以外の惑星系を探査し、生命の存在可能性を判断することです。MODHIS は、系外惑星の組成や物理的特性を調べながら、そのスペクトルの中に生命の存在を示す微妙なバイオシグナチャーを探すことができる強力な装置となる予定です。MODHISが実現する科学目的の検討には、東大、アストロバイオロジーセンター、東工大、宮城教育大、国立天文台など、日本の研究者も大きく貢献しています。装置開発においても、すばる望遠鏡の赤外線分光器（IRD)の技術を取り入れることが検討されるなど、アストロバイオロジーセンターを中心とする日本の研究者チームの寄与が期待されています。

MODHISは近赤外線波長域 0.98～2.46ミクロンで、高波長分解能(100,000以上)の分光観測を実現します。補償光学を使用して、回折限界に達したシャープな天体の光を無駄なくファイバーに導入し、望遠鏡下部に設置された分光器へ送ることによって、熱や振動の影響を受けずに安定して高精度の観測を行う事ができます。

MODHISサブシステムの配置図。サポート構造/ローテータ/装置波面センサ (SRO) とフロントエンド装置 (FEI) は、補償光学系（NFIRAOS）の上部に配置されます。ファイバー伝送系（FIB）は、天体の光を分光器（SPEC）へ導きます。SPECと較正装置（CAL）は、望遠鏡架台の設置階への配置が検討されています。 (クレジット：TMT国際天文台)

SROとFEIの概念図。SROは補償光学系との接合部、FEIはファイバー伝送系への中継部になります。MODHISは、すばる望遠鏡やパロマー望遠鏡、ケック望遠鏡の観測装置で実証済みの技術を多く採用して開発要素を抑えている一方、補償光学系とのインターフェース設計はTMT固有に行う必要があり、まだ初期検討の段階にあります。初回の審査会では、主にこの部分に焦点をあてて、装置性能実現性や開発リスクの他、安定性、信頼性、使いやすさなどの運用面が評価されました。（クレジット：TMT国際天文台）

分光器(SPEC)の概念図。SPECは、青 (波長 0.98-1.33 ミクロン) と赤 (波長 1.49-2.46 ミクロン) の2つの分光器から構成されています。SPECと較正器（CAL）は、望遠鏡から離れた場所に設置して、振動や熱の影響を回避します。SPECでは可動部を最小限にし、さらに、システム全体で起こりうるあらゆる変化をCALで較正することで、測定の高い安定性と再現性を保証します。（クレジット：TMT国際天文台）

TMTの観測装置グループリーダーであるデイビッド・アンダースン氏は、「多くの作業をこなし、MODHISの最初の詳細な外観を提供した装置チームと、MODHISをより良い装置にするために時間を割いてくださった審査員の方々に感謝します。MODHISは、特にハビタブルゾーンにある太陽系外惑星の特性評価に、これまでにない能力を発揮することになるでしょう」と述べています。

プロジェクトマネージャーの寺田は、「MODHIS概念設計を始動し、初回の中間審査を終えたことは装置開発にとって大きな第一歩となりました。この審査で得られた多数の貴重な示唆を生かして、今後も間断なくMODHIS開発を進めていきます。MODHISが目標に掲げる系外惑星探求の分野は、科学の進展が目覚ましく、また、技術も急速に発展しています。その中で日本の天文コミュニティが果たしてきた役割は極めて重要であり、MODHIS開発においても大きな貢献を期待しております」と述べています。

参考：MODHIS Completes First Phase of Conceptual Design Review （TMT国際天文台）