中央研究院新闻：中研院今天已和日本国立天文台签署合作备忘录，共同投入「Subaru 望远镜」的继续升级和新机械元件开发，助天文探测，了解宇宙奥秘。 Subaru望远镜在2012年安装新一代超广角相机後，将Subaru望远镜的视野提高7倍， 2013年8月取得史上首见的完整仙女座高解析度图像，圆满达成第一阶段目标；继续 开发的新机械元件「主焦点光谱仪」是Subaru望远镜长期合作的第二阶段计画，这个 系统包含有主焦点仪、光谱仪，特色是可同时观测2400个天体的光谱，可观测波长范 围相当广，涵盖更多天体，第二阶段计画主焦点光谱仪完成後提供的光谱资讯，有助 於宇宙学建立更精细模型，对星系考古学、星系演化也可以取得更深入理解。 www.facebook.com/asiaa.tw/posts/708718802485622 http://oir.asiaa.sinica.edu.tw/subaru/ http://udn.com/NEWS/BREAKINGNEWS/BREAKINGNEWS9/8470485.shtml 更多关於主焦点光谱仪计画介绍： 将安装在Subaru望远镜上的主焦点光谱仪 (PFS) PFS 系统由光谱仪和光纤定位器组成，资料由光纤汇入，设计时最重要考量是，它必 须安置在夏威夷毛纳基山上口径8.2米的Subaru望远镜的主焦点单元上，换言之，空 间有限。透过光纤取得的讯号资料经由PFS系统转送到4座固定式光谱仪，而光谱仪的 位置则是在Nasmyth焦点附近（见图中标示：「四座光谱仪的位置」）。PFS总共有2 ,400条光纤和2,400个光纤定位器，可以同时观测到2400个天体的光谱。这座拥有2千 条光纤、观测范围涵盖可见光至近红外波段的光谱仪可望达成多项重要观测目标，譬 如：宇宙学上的星系普查、星系考古，星系/活跃星系核(AGN)演化等。 WFC（广角修正镜组）启用後的Subaru望远镜，广角功能获进一步扩充，夹带这项有 利条件，辅以新一代超广角相机（HSC）更独特的高灵敏度超广角特性，PFS将挑战在 1.3度视角（广角）下，同时间完成最多2400个天体之光谱观测的极限任务。每条光 纤的入口端装设有微透镜，能进行光圈数（F-ratio）转换，让大角度的光讯号能无 损地藉由光纤来传递至光谱仪上，这项特殊设计对降低整座多光纤光谱仪的复杂设计 难度有很大帮助，此外，在光纤定位器的运作下，每条光纤都能精确无误地调整至所 对应的位置上。这些定位器上每个都配备两个压电式旋转马达，藉由背向照明之光纤 来测量光纤位置以反覆校正马达位置方式达成光纤定位，提供这项位置测量功能的就 是「广角多光纤定位相机」（wide-field metrology camera）。光纤会把光输送到 一组快速Schmidt式光谱仪，总共四个，一模一样。每座光谱仪有三个不同光径，能 同时进行三波段的解析，总波长范围涵盖0.38毫米到1.3毫米，所观测天体的光线只 要是在此波长范围内，系统便直接自动以波长解析力为3000的高解析力模式开始观测 。在下一代所谓「非常大」型的，口径达30公尺等级的望远镜建造完成之前，目前， 以口径8~10公尺等级的Subaru望远镜而言，是唯一能在同一时间内观测到多达2400个 宇宙学及天文物理上的观测目标，还能一一取得个别天体的光谱，这项功能极为难能 可贵。 PFS合作团队成员除了由中央研究院天文及天文物理研究所代表台湾以外，其他成员 有：巴西的USP/LNA（圣保罗大学/国家天文研究所），美国的加州理工学院与喷射推 进实验室（CAL Tech/JPL）、普林斯顿大学& 约翰霍普金斯大学JHU，法国的LAM马 赛天文研究所，日本的日本国立天文台之Subaru望远镜、东京大学的数物连携宇宙研 究机构等。台湾团队负责多光纤定位相机系统和主焦点仪器的大部分元件。多光纤定 位相机系统的作用是将主焦点光纤的阵列拍摄成像，先藉由测量到光纤尾端位置，再 透过定位器指令去微调光纤位置，直到光纤和选定观测天体目标能准确对准以便接收 天体讯号。多光纤定位相机系统位於卡塞格林焦点上，透过WFC单元来取得光纤阵列 在主焦点上的图像，（相对於多光纤定位相机，WFC的功能则是针对整个望远镜在主 焦点单元上的成像）。这个多光纤相机计量成像的基本设计概念是，让全部光纤笼罩 在一具大型高解析度成像感测器下，拍摄到一张「团体照」，光源位置在光谱仪工作 台上，光源从2400条光纤的後面以强光提供「背向照明」。由於多光纤定位相机按主 焦点目标物绘图时，图像变形会主要是受到来自WFC的影响，望远镜圆顶内的空气扰 动也会降低获得图像之清晰度，在焦平面位置上有一组具有精确位置（或综合参考科 学光纤之原始位置）之背光「基准」光纤，已保留作为图像校准使用。这座相机系统 之设计包括了硬体及软体，硬体部分是相机镜头、成像感应器、对准机构、电子控制 模组、热控制模组、安装机构等，软体部分则包括影像取得及光纤位置分析等功能。 鉴於整个光纤对定位的精度要求是0.1〞，换算在主焦点平面上，相当於9毫米，其中 又有数项误差需纳入考量，因此预计对多光纤定位相机的要求是，光纤的定位精度必 须在5微米以内。此外，由於光纤完全重新配置到新位置需时大约是40秒，Cobra定位 系统又需8次反覆动作，因此，多光纤定位相机的预设测量时间值必须是小於5秒（这 包括曝光、读出、像素校准、矩心计算、计算绘图上的变形）。在多光纤定位相机的 这些要求下，现阶段设计目标是光学放大倍数：0.0415以及远心角度：0.0017度，采 用的是大型CMOS感测器，规格达5千万像素(由9K×5.8k而成52M)。不考虑使用CCD感应 器的原因是因其所需读出速度比CMOS型感应器慢。 多光纤定位相机将在中研院天文所设计制造，并送往美国加州喷射推进实验室，与主 焦点仪器系统进行整合与测试，下一步於喷射推进实验室整合完成後，再送往望远镜 所在地的夏威夷，做最後阶段的系统整合。在毛纳基山顶基地上也必须建构必要之测 试设定，以便在交付前完成最後阶段测试。 http://oir.asiaa.sinica.edu.tw/subaru/pfs_c.php --

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