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たまには夜空をながめてみよう −天体望遠鏡の仕組み−
2006年8月、歴史的なできごとがありました。一度は太陽系の第9惑星として認められていた冥王星が、惑星ではないとされ、惑星の数が8個に減ったのです。
宇宙の観測には天体望遠鏡が欠かせません。天体望遠鏡とは、「遠方にある天体を観測するための装置」であり、肉眼で見るだけではなく、天体が放出する電波を観測する電波望遠鏡や、赤外線を観測する赤外線望遠鏡などさまざまなものが含まれています。ですが、今も昔も、惑星の発見に使われているのは昔から使われている、可視光で天体を観測する光学式望遠鏡です。今回の雑学では、この光学式望遠鏡の仕組みについてみてみましょう。
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| ■ 世界で最初の天体望遠鏡は？ |
望遠鏡が発明されたのは1608年、オランダの眼鏡職人ハンス・リッペルハイだといわれています。凹レンズと凸レンズの2枚を重ねて見ると、遠くにあるものがとても近くに見えることに気づいたリッペルハイは、2枚のレンズを筒の両端に取り付けた屈折望遠鏡を作りました。
世界で最初に望遠鏡で天体を観測したのは、ガリレオ・ガリレイです。ガリレオは1609年末から1610年にかけて、自作の望遠鏡で月面を観測し、そのスケッチを『星界の報告』という小冊子にまとめました。『星界の報告』は日本語訳が岩波文庫に収録されており、スケッチも見ることができます。
日本に望遠鏡が伝来したのは、江戸時代初期の1613年です。イギリスの使節団が献上したのが最初といわれており、「遠眼鏡」「星眼鏡」などと呼ばれていました。
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| ■ 屈折式と反射式の仕組み |
光学式望遠鏡は、大きくわけると屈折式と反射式の2種類があります。
[ 屈折望遠鏡 ]
筒の両端に対物レンズと接眼レンズを取り付け、拡大して見る仕組みです。凸レンズを対物レンズに、凹レンズを接眼レンズとして使用するガリレオ式と、両方に凸レンズを使用するケプラー式があります。
ケプラー式は、倍率を上げやすい反面、像が倒立する（逆さまになる）という特徴があります。一方のガリレオ式では、高倍率を得にくいが、像は正立（肉眼でみるのと同じ）という特徴があります。現在市販されている屈折望遠鏡の多くは、ケプラー式です。ガリレオ式望遠鏡の仕組みは、オペラグラスに採用されています。
[ 反射望遠鏡 ]
筒の底に凹面鏡（主鏡）を取り付け、筒の頭を星に向けます。主鏡に星の光を集めて反射させ、その光を筒の中に取り付けた副鏡でさらに反射して、その光を接眼レンズで見ます。主鏡の形と副鏡の取り付け方によって、さまざまな種類がありますが、代表的なニュートン式反射望遠鏡の仕組みは図のようになっています。
反射望遠鏡は、主鏡を大きくすることで倍率を高めやすく、暗い星でも見えるようになるというメリットがあります。天文台などに設置されている大きな天体望遠鏡は、ほとんどが反射望遠鏡です。
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