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 西オーストラリア州マーチソン電波天文台にある ASKAP 望遠鏡のアンテナ | |
| の一部 | オーストラリア国立望遠鏡施設 マーチソン電波天文台 平方キロメートルアレイ |
|---|---|
| 場所 | 西オーストラリア州、AUS |
| 座標 | 南緯26°41′46″ 東経116°38′13″ / 南緯26.696° 東経116.637° / -26.696; 116.637 |
| 組織 | CSIRO |
| 望遠鏡スタイル | 電波干渉計 |
| Webサイト | www.atnf.csiro.au/projects/askap/,%20https://www.csiro.au/askap |
  オーストラリア平方キロメートルアレイパスファインダーの位置 | |
 コモンズの関連メディア | |
ASKAP電波望遠鏡は、西オーストラリア州中西部のCSIRO マーチソン電波天文台、インヤリマニャ・イルガリ・ブンダラに設置された電波望遠鏡アレイです。
この施設は、国際的に計画されているより大型で高感度の電波望遠鏡である国際平方キロメートルアレイ（SKA）の技術実証施設として始まりました。 [1] ASKAPサイトは、SKAの2つの中心拠点の1つとして選ばれました。[2]
この望遠鏡は、オーストラリア連邦科学産業研究機構（CSIRO）によって運営されており、オーストラリア国立望遠鏡施設の一部を構成しています。[3]建設は2009年後半に開始され、2012年10月に初観測が行われました。 [4] [5]
ASKAP は、直径 12 m (39 フィート) の36 個の同一パラボラアンテナで構成され、合計収集面積が約 4,000 m 2 (43,000 平方フィート) の単一の天文干渉計として連携して動作します。各アンテナにはフェーズドアレイフィード(PAF) が装備されており、視野が大幅に拡大されています。この設計により、高速な調査速度と高い感度の両方が実現します。
説明
ASKAPの開発と建設は、CSIRO宇宙天文学部が主導し、オランダ、カナダ、米国の科学者やエンジニア、オーストラリアの大学の同僚、中国の産業界パートナーと協力しました。[4]
デザイン
| 外部ビデオ | |
|---|---|
 2010 年 1 月に MRO で行われた最初の ASKAP アンテナ建設のビデオをご覧ください。 |
アンテナの建設と組み立ては2012年6月に完了した。[6]
ASKAPは、広い視野、大きなスペクトル帯域幅、高速な調査速度、多数の同時ベースラインを備えた総観望遠鏡として設計されました。[7]最大の技術的課題は、フェーズドアレイフィードの設計と構築でした。これは、電波天文学ではこれまで使用されていなかったため、多くの新しい技術的課題と、電波望遠鏡でこれまでに遭遇した最大のデータレートをもたらしました。
ASKAPは西オーストラリア州のマーチソン地区に位置しており、この地域は人口密度が低く、弱い天文信号に干渉する電波干渉（人間の活動によって発生）がないため、極めて「電波が静か」です。[8]電波が静かな場所は天然資源として認識されており、オーストラリア連邦政府と西オーストラリア州政府によってさまざまな規制措置を通じて保護されています。
ASKAPからのデータは観測所からパースのパウジースーパーコンピューティング研究センターのスーパーコンピュータ（無線相関器として機能）に送信されます。[9]データは専用ソフトウェアを実行するパイプラインプロセッサによってほぼリアルタイムで処理されます。 [10]すべてのデータは10のASKAP調査科学チームによる品質チェック後に公開されます。
調査科学プロジェクト
ASKAPのフル運用開始から5年間は、観測時間の少なくとも75%が大規模な調査科学プロジェクトに充てられる予定である[11]。ASKAPは以下のテーマを研究する予定である: [12]
- 銀河系外HI探査による近傍宇宙の銀河形成とガス進化
- 高解像度の連続観測による宇宙の時間の経過に伴う銀河の進化、形成、分布
- 過渡的および変動的な電波源の検出と監視（ VLBIを含む）による電波過渡空の特徴づけ、および
- 偏光調査による宇宙の時間の経過に伴う銀河の磁場の進化。
ASKAP調査科学プロジェクトは、運用開始後5年間に10件選定され、実施される予定です。[13]プロジェクトは以下のとおりです。
最優先
- EMU:宇宙の進化地図[14] [15]
- ワラビー：広域ASKAP Lバンドレガシー全天ブラインドサーベイ[16] [17]
優先度が低い
- COAST: ASKAP によるコンパクト オブジェクト: 調査とタイミング
- CRAFT: 共生リアルタイムASKAP高速過渡現象調査
- ディンゴ：中性ガス起源の詳細な調査[18]
- FLASH:ハワイにおける初の大規模吸収調査[19]
- GASKAP: 銀河ASKAPスペクトル線調査[20]
- POSSUM: 宇宙の磁気の偏光スカイサーベイ[21]
- VAST: 変数と緩やかな過渡現象に関するASKAP調査[22]
- VLBI: ASKAP の高解像度コンポーネント: SKA の長基線仕様を満たす
建設および運用段階
工事
ASKAPの建設は2009年に始まりました。
Boolardy エンジニアリング テスト アレイ
6つのアンテナが完成し、 フェーズドアレイ給電装置とバックエンド電子機器が装備されると、このアレイはブーラディエンジニアリングテストアレイ（BETA）と名付けられました。[23] BETAは2014年3月から2016年2月まで運用されました。これはフェーズドアレイ給電技術を使用した最初の開口合成電波望遠鏡であり、最大9つの二重偏波ビームの形成を可能にしました。フェーズドアレイ給電装置の動作をテストし、最終的なASKAP望遠鏡の試運転と運用を支援するために、BETAを使用して一連の天文観測が行われました。[要出典]
デザインの強化
最初のプロトタイプのフェーズドアレイフィード（PAF）は、コンセプトが機能することを証明しましたが、パフォーマンスは最適ではありませんでした。2013年から2014年にかけて、BETAアレイが運用されていた間に、ASKAPの重要なセクションが再設計され、ASKAP設計強化（ADE）と呼ばれるプロセスでパフォーマンスが向上しました。主な変更点は次のとおりです。[引用が必要]
- 受信機の設計を改善し、受信機の帯域幅全体にわたってほぼ一定となる低いシステム温度を実現します。
- デジタルプロセッサのFPGAチップを、消費電力の少ない高速チップに置き換える
- PAFの水冷システムを、より信頼性の高いペルチェ温度安定化システムに置き換える
- アンテナと中央サイト間の同軸信号伝送を、無線周波数信号が光ファイバーを介して送信される光信号に直接変調されるシステムに置き換える。
- 複雑な無線周波数信号変換システムを直接サンプリングシステムに置き換える
ADE は ASKAP の完成を遅らせたが、結果としてシステムのパフォーマンスが向上し、コストが低く、信頼性が高まったため、これは正当化されると思われた。最初の ADE PAF は 2014 年 8 月に設置された。2016 年 4 月までに、9 つの ADE PAF が新しい ADE 相関器とともに設置され、その後数年間にわたって残りのアンテナにもさらに多くの PAF が徐々に設置された。[要出典]
初期の科学
2015年から2019年にかけて、ASKAP初期科学プロジェクト[24]シリーズが天文学コミュニティを代表して、天体物理学のすべての分野にわたって観測され、主な目的はASKAPの機能を実証し、天文学コミュニティにデータを提供して技術開発を促進し、システムの性能と特性を評価することでした。初期科学プログラムの結果、査読付きジャーナルにいくつかの科学論文が掲載されたほか、機器の試運転を支援し、主要な調査プロジェクトの計画を導きました。
パイロット調査
10のサイエンスサーベイプロジェクトのそれぞれは、観測戦略をテストするためのパイロットサーベイの提案を提出するよう求められました。これらのパイロットサーベイ観測は2019年から2020年にかけて行われ、奇数電波円の発見など、重要な天体物理学的成果が得られました。
迅速 ASKAP 連続調査 (RACS)
2019年から2020年にかけて、ASKAPは赤緯+40°までの全天の迅速な調査を実施し、電波空の浅いモデルを提供して、その後のASKAPの深層調査の較正に役立てるとともに、天文学者に貴重なリソースを提供しました。 RACSは、典型的なrms感度が0.2〜0.4 mJy/ビーム、典型的な空間分解能が15〜25秒角で、NVSSやSUMMSなどの同等の電波調査よりも大幅に深く、分解能も高くなっています。 結果のデータはすべてパブリックドメインに置かれます。
この調査では300時間かけて300万個の銀河の地図が作成されたが、そのうち100万個は新しいものだった。[25] [26]
完全な調査業務
10 の科学調査プロジェクトは 2022 年に観測を開始する予定ですが、その前にプロジェクトの調整や再編成が行われる可能性があります。
発見
2020年5月、天文学者たちはASKAPで観測された6つの高速電波バーストを用いた銀河間物質の測定を発表しました。その結果は、失われた重粒子問題に関する既存の測定結果を裏付けています。[27] [28]
奇数電波円（ORC）は、ASKAPで発見された「新しい種類の天体」である可能性がある。[29]
参照
ウィキメディア・コモンズには、オーストラリア平方キロメートルアレイ・パスファインダーに関連するメディアがあります。
参考文献
- ^ 「SKA ジャーナリスト向けファクトシート」(PDF) . SKA プロジェクト開発オフィス (SPDO) . Skatelescope.org . 2011 年4 月 13 日閲覧。
- ^ 「SKA 設置オプション作業部会報告書」(PDF) . SKA 機構. Skatelescope.org. 2012 年 6 月 14 日。
- ^ 「オーストラリア国立望遠鏡施設」CSIRO 2011年4月13日閲覧。
- ^ ab 「ASKAP Fast Facts」（PDF） . CSIRO . 2011年4月13日閲覧。
- ^ Fingas, Jon (2012年10月5日). 「オーストラリア スクエア キロメートル アレイ パスファインダーが世界最速の電波望遠鏡として稼働開始」. Engadget . 2012年10月7日閲覧。
- ^ 「ASKAP News」。Atnf.csiro.au。2012年6月18日。 2013年1月18日閲覧。
- ^ 「マーチソン電波天文台」 CSIRO . 2011年4月13日閲覧。
- ^ Redfern, Martin (2011年3月31日). 「世界最大の電波望遠鏡、Square Kilometre Array」. BBCニュース. 2011年4月13日閲覧。
- ^ 「Pawsey Centre」. iVEC. 2012年6月14日. 2013年3月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ 「ASKAP Science Update, Vol. 5」(PDF) . CSIRO . 2011年4月13日閲覧。
- ^ CSIRO (2020年10月8日). 「ASKAP Survey Science プロジェクト」.
- ^ 「ASKAP Science」CSIRO 。 2010年11月8日閲覧。
- ^ 「CSIRO、新しい望遠鏡の科学的道筋を設定」CSIRO。2011年3月19日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年4月13日閲覧。
- ^ 「EMU: 宇宙の進化地図」。Atnf.csiro.au。2008年11月7日。 2013年1月18日閲覧。
- ^ Norris, Ray (2011). 「EMU: 宇宙の進化地図」.オーストラリア天文学会刊行物. 28 (3): 215–248. arXiv : 1106.3219 . Bibcode :2011PASA...28..215N. doi :10.1071/AS11021. S2CID 2289252.
- ^ 「WALLABY – the ASKAP HI All-Sky Survey」。Atnf.csiro.au 。 2013年1月18日閲覧。
- ^ Koribalski, Barbel (2020). 「WALLABY - SKA Pathfinder HI調査」.天体物理学と宇宙科学. 365 (7): 118. arXiv : 2002.07311 . Bibcode :2020Ap&SS.365..118K. doi :10.1007/s10509-020-03831-4. hdl :10566/5844. S2CID 211146706.
- ^ "DINGO". Internal.physics.uwa.edu.au. 2013年6月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年1月18日閲覧。
- ^ 「シドニー天文学研究所 – シドニー大学」Physics.usyd.edu.au。2011年9月15日。2013年4月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年1月18日閲覧。
- ^ 「GASKAP」 。 2013年1月18日閲覧。
- ^ 「ASKAP POSSUM – ホームページ」。Physics.usyd.edu.au。2012年8月24日。2016年10月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年1月18日閲覧。
- ^ 「VAST: 変数と低速過渡現象: メイン – ホームページの参照」。Physics.usyd.edu.au 。 2013年1月18日閲覧。
- ^ McConnell, D. ( 2016) .「オーストラリア平方キロメートルアレイのパスファインダー：ブーラディエンジニアリングテストアレイの性能」オーストラリア天文学会刊行物。33 : 042。arXiv : 1608.00750。Bibcode : 2016PASA...33 ... 42M。doi :10.1017/pasa.2016.37。S2CID53591261 。
- ^ Ball, Lewis (2015年9月7日). 「ASKAP Early Science program」（PDF） . ASKAP Early Science . 2020年10月6日閲覧。
- ^ 「オーストラリアの科学者が新型望遠鏡で数百万の銀河を地図化」BBCニュース。2020年11月30日。 2020年12月1日閲覧。
- ^ McConnell, D.; et al. (2020). 「The Rapid ASKAP Continuum Survey I: Design and first results」. Publications of the Astronomical Society of Australia . 37 : E048. arXiv : 2012.00747 . Bibcode :2020PASA...37...48M. doi : 10.1017/pasa.2020.41 .
- ^ スレザック、マイケル、ティムズ、ペニー（2020年5月27日）。「宇宙の物質の半分が失われていた。オーストラリアの科学者がそれを見つけた」ABCニュース（オンライン）。オーストラリア放送協会。 2020年5月27日閲覧。
- ^ MacQuart、JP;プロチャスカ、JX。マッキン、M. KW州バニスター。バンダリ、S.デイ、CK;デラー、AT;エカーズ、RD;ジェームズ、CW。マーノック、L.オウォフスキ、S.フィリップス、C.サウスダコタ州ライダー。スコット、DR;シャノン、RM;テジョス、N. (2020)。 「局所的な高速電波バーストによる宇宙のバリオンの調査」。自然。581 (7809): 391–395。arXiv : 2005.13161。Bibcode :2020Natur.581..391M。土井：10.1038/s41586-020-2300-2。PMID 32461651。S2CID 218900828 。
- ^ オズボーン、ハンナ（2020年7月9日）。「未知の宇宙源から来る『奇妙な』電波の円が発見される」。ニューズウィーク。 2020年7月10日閲覧。
外部リンク
- 公式サイト
- CSIRO ホームページ
- オーストラリア・ニュージーランドSKA（anzSKA）プロジェクトウェブサイト
- 国際SKAウェブサイト
- パウジーセンター
