マーリン

e-マーリン

MERLINで使用されるアンテナの位置を示す地図
別名	マーリン
組織	ジョドレルバンク天文台 マンチェスター大学
位置	イングランド
Webサイト	英文
望遠鏡	ケンブリッジ マーリン望遠鏡 デフォード望遠鏡 ノッキン望遠鏡 ピックミア望遠鏡 ラヴェル望遠鏡 マークII
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多素子無線リンク干渉計ネットワーク（MERLIN）は、イングランド全土に広がる電波望遠鏡の干渉計アレイです。このアレイは、英国研究イノベーションの委託を受けてマンチェスター大学がチェシャーのジョドレルバンク天文台で運用しています。^{[1] [2] [3]}

このアレイは最大7台の電波望遠鏡で構成され、ジョドレルバンクのラヴェル望遠鏡、ケンブリッジのマークII望遠鏡、ウスターシャーのデフォード望遠鏡、シュロップシャーのノッキン望遠鏡、チェシャーのダーンホールとピックミア望遠鏡（旧称テーブル）が含まれます。^{[4] [5]}したがって、最長基線は217 kmで、MERLINは151  MHzから24  GHzの周波数で動作できます。波長6 cm（周波数5 GHz）では、MERLINの解像度は40ミリ秒角で、これは光波長でのHSTの解像度に匹敵します。^[要出典]

一部の望遠鏡は、さらに大きな基線を持つ干渉計を作成し、より高い角度解像度の画像を提供するために、欧州VLBIネットワーク（EVN）や超長基線干渉法（VLBI）の観測に時々使用されます。

1973年、ヘンリー・プロクター・パーマーは、当時ジョドレルバンクに既に設置されていた干渉計リンクを延長することを提案し、これが望遠鏡アレイの計画の始まりとなった。^{[6] [7]}建設は1975年に始まった。 ^[7]このシステムは、当初正式にはMTRLI（Multi-Telescope Radio Linked Interferometer）と呼ばれていたが、一般的にはより簡単な名前のMERLINで呼ばれていた。当初は、76mのラヴェル望遠鏡または25m Mark II、ウォードルの25m Mark III、デフォードの85フィート、ノッキンの新しい望遠鏡で構成されていた。この新しい望遠鏡はE-Systems社によって製造され、同じくE-Systems社によって同時に建設されていた超大型干渉計アレイの望遠鏡の設計に基づいて建設された。 ^{[8] [9]}

新しい望遠鏡の建設、マイクロ波通信リンクの設置、相関器の建設は、MERLIN プロジェクトの「フェーズ 1」と総称され、1975 年 5 月 30 日に資金が承認されました。^[10]新しい望遠鏡の建設は 1976 年 7 月 9 日に開始され、1976 年 10 月 8 日に完了しました。望遠鏡は 1977 年 1 月に初めてジョドレルから遠隔制御されました。^[11]マイクロ波リンクは 1978 年 5 月に設置されました。^[12]システムを使用した最初の観測 (遠方の電波源 30 個の測定) は、1980 年 1 月と 2 月に行われました。^[13]システムの第 1 フェーズの最終コストは 2,179,000 ポンド (1976 年) でした。^[13]

プロジェクトの第 2 フェーズでは、さらに 2 台の望遠鏡が追加され、ジョドレル バンクへの無線リンクも追加されました。当初は、望遠鏡の 1 台をジョドレル バンクに、もう 1 台をダーンホールに設置することが提案されていましたが、最終的にはピックミア (別名テーブル) とダーンホールに設置されることになりました。この 2 台の望遠鏡はノッキンのものと同じものでした。両方の望遠鏡の建設は 1979 年 4 月 9 日に始まり、1979 年 10 月 31 日に完了しました。ピックミア望遠鏡は 1980 年 7 月 20 日に初めて MTRLI に接続され、続いてダーンホール望遠鏡が 1980 年 12 月 16 日に接続されました。第 2 フェーズは 1981 年 12 月 31 日に正式に完了し、費用は 3,142,210 ポンドでした。^[14]

MTRLIの最長基線はピックミアとデフォードの間の134kmであった。^[8]このアレイによって作成された最初の地図は1980年11月6日に公開された。^[7]運用開始から最初の2年間（1980年から1982年）、このアレイは408MHz（分解能1 秒角）、1666MHz（0.25秒角）、5GHz（0.08秒角）の周波数で観測を行った。^[15]

1987年にマークIIの表面が交換されると、22GHz周波数の3つのEシステム望遠鏡と一緒に使用できるようになり、その周波数でのMTRLIが拡張されました。^[8]ワンマイル望遠鏡の18m皿のうちの1つは、1987年から1990年秋までMTRLIで一時的に使用され、解像度が大幅に向上しました。^[16]

MTRLIは1990年代初頭にMERLINに改名され、その後まもなく1991年に専用の32mケンブリッジアンテナが追加され、アレイの感度と角度分解能が向上しました。アレイには新しい相関器と新しい冷却受信機も搭載され、望遠鏡間のマイクロ波リンクの一部が改良されたため、アレイは両方の偏波を観測できるようになりました。^[17]

1996年以来、Eシステム望遠鏡とマークII望遠鏡のそれぞれに異なる受信機用のカルーセルが設置され（ケンブリッジ望遠鏡にはすでにそのようなシステムが設置されていた）、周波数の柔軟性がもたらされた。1997年と1998年には、このアレイで初めて2周波数（5GHzと22GHz）の観測が行われた。^[17]

アイルランドに望遠鏡を建設し、この望遠鏡群に追加する計画がある。^[18]

MERLIN は、遠隔局から天文データを送信するためにマイクロ波リンクを使用していました。これらのリンクの帯域幅は限られていたため、データの多くは破棄されていました。望遠鏡の感度を上げるために、リンクは 4 GHz の帯域幅を持つ光ファイバーリンクに置き換えられました。これは、元の制限である 30 MHz と比較して、アレイの感度が約 30 倍に増加しました。このデータの大幅な増加により、古い相関器では対応できなくなったため、200 Gbit/s を超える処理が可能な新しい相関器が構築されました。^[21]

アップグレードの一部であるもう 1 つの主要な開発は、周波数の柔軟性です。これは、受信機の回転カルーセルを使用して、アレイ全体の観測帯域を数分で変更できる機能です。アレイの一部の望遠鏡にはすでにこの機能がありましたが、残りの望遠鏡では、受信機を変更するためにエンジニアの訪問が必要でした。e-MERLIN が運用可能になると^{[更新が必要]、}望遠鏡は 1.4、5、6、22 GHz の間で迅速に切り替えることができます。これは、大気の状態が結果に重大な影響を与える可能性がある高周波数観測に最適な条件を利用するために必要です。^{[引用が必要]}

e-MERLINのアップグレード作業は2004年5月に開始され、2009年に完了しました。^{[22] [23]}

2008 年 3 月 6 日、科学技術施設評議会 ( STFC ) は、予算が 8,000 万ポンド不足したため、(e-MERLIN/ JIVE ) プロジェクトが危機に瀕していると発表した。これは、このプロジェクトを「優先度の低い」としていた素粒子物理学、天文学、原子核物理学科学委員会 (PPAN) の最初の勧告によるものだった。PPAN の勧告が英国の天文学上の優先度を適切に反映していないという懸念を受けて、^[24] STFC は、STFCプログラムの優先度を再設定するために、さまざまな諮問委員会を含むより広範な協議レビューを設立した。^[25]その後、地上天文学協議委員会は、e-MERLIN を最低のバンド (「優先度の低い」) から 2 番目に高いバンドに変更することを勧告し、「e-Merlin は今後 10 年間にわたって世界をリードする施設になる可能性がある」と「e-Merlin は、従来の英国の電波天文学ユーザーと、より重要なことに、より広範なコミュニティの両方に劇的な可能性を提供した」と付け加えた。^[26]

2008年7月8日、STFCは王立協会のタウンミーティングでプログラムレビューの最終版を発表し、次のように述べた。「英国の電波天文学の将来と、高い評価を得ているSKAプロジェクトにとってe-MERLINが戦略的に重要であることを考慮し、我々はマンチェスター大学やその他の利害関係者と協力して、中期的にe-MERLINの運用を共同費用ベースでサポートできる実行可能な方法を見つけています。我々は、このような解決策を促進するために、 STFCの運用サポートを利用できるように準備しました。」^[27]

MERLIN は、他にもさまざまな観測に使用されています。

• 電波強度の大きい銀河、例えばメシエ87。^[15 ]
• クエーサー、例えば3C 418。^[28]
• 星間ガス雲中のヒドロキシル（OH）のスペクトル線観測。 ^[29]

この望遠鏡は高精度な天体測定にも使用できる。^[30] 1998年、MERLINはハッブル宇宙望遠鏡と連携して最初のアインシュタインリングを発見した。^{[31]この望遠鏡はVLAと組み合わせて}弱レンズ効果の解析にも使用されている。^[32]

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