Transcript SKA

NRO Users Meeting
SKA: Square Kilometer Array
鹿児島大学 中西裕之
SKA概要
• 集光面積1km級の巨大電波干渉計
– 10ヶ国が国として推進
– 興味がある研究者は20ヶ国以上
• 周波数：50MHzから10GHz
• アンテナ総数：15m鏡 3000台
Aperture Array
• 最大基線長 : 3000km
• 建設地：
オーストラリア(low-SKA)および南アフリカ(mid-SKA)
SKA完成予想図
• 特徴
– 高感度
– 高分解能
– 広視野
– 広帯域
SKAの仕様：SKA1 (Phase 1)
• 最終的なSKA仕様の10%程
度の規模の段階。
• コンセプト デザインはSKA
Memo 125に記載。Baseline
Designは右表
• SKA1のサイエンスとしての２
つが最重要課題として取り
上げられることとなった
1.
2.
暗黒時代から現在までのHI
の歴史解明
パルサーによる重力波検出
SKAの仕様：SKA2 (Phase 2)
最終的なSKA。最終的な詳細な仕様は今後の技術開発、サイエン
ス要求によって左右される。
パラメーター
周波数範囲
感度
視野
詳細
70MHz～10GHz
5 000 m²/K (毎分400 μJy)
200平方度（70~300MHz）、
1-200平方度（0.3~1GHz）、
最大1平方度（1~10GHz）
角度分解能
<0.1秒角
帯域幅（同時観測） バンド中心± 50%
スペクトル(周波数)チャンネル 16 384 毎バンド 毎基線長
偏光精度
10 000:1
合成ダイナミック・レンジ画像 >1 000 000
SKA計画の誕生から現在
1991年 SKAはVLAでは十分な感度が足りない21cm線の高分解能観
測を達成するとしてHydrogen Arrayという名称で紹介
1993年 URSIにおいてワー
キンググループ結成
2000年 ISSC組織
2007年 SPDOおよびSSEC設立
2012年 SPO 設立、現在に至る
HI観測の現状
VLAによる観測
配列
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
最高基線長(km)
36.4
11.4
3.4
1.03
角度分解能(”)
1.4
3.9
12.5
44.0
感度(mJy/beam)
1.4 (1時間積分)
430
(K)
CO vs Hα
CO vs. optical
速度分解能(km/s)
55
5.4
Nakanishi et al.
(2005)
0.4
49kHz=10km/s
CO vs HI
VLA vs. SKA (1.4”分解能、rms 1K達成）
ＶＬＡ
ＳＫＡ
FoV
29’x29’
48’x48’
積分時間
29yrs
6 days
VLA exposure calculatoで計算
SKA アンテナ3000台は1080 VLAアンテナ1080台に相当
HI分解能>10”
可視、ミリ波 <1”
必要な感度 (face-on銀河の場合)
1Mo/pc2=1.3×1020H/cm2=68 K km/s
（HIディスク半径の基準にされる値）
速度分散：～10km/s
→1chあたりの輝度温度～7K
→必要なrms：～1K（S/N～5の場合）
SKAで狙うテーマ
５つの大テーマ
 宇宙における生命
• 塵から微惑星へ
• 有機分子探査
 宇宙暗黒時代
• 晴れ上がりと再電離の間の歴史
• 大規模構造形成の直接観測
 宇宙磁場
• 銀河磁場の起源と進化
• 宇宙大規模磁場の構造と起源
• 星間磁場の星形成等への影響
 重力理論
• パルサー群を用いた重力波望遠鏡
• 強重力場下での物理学の検証
 銀河進化
• 銀河・銀河間のHIガス分布
• 銀河の成長
日本における取り組み
• SWGを中心としたサイエンス推進
– 宇宙磁場
• 豪・独との国際共同研究（2名長期派遣）
• VLAアーカイブデータによる研究、VLA観測提案
– High-z、宇宙論
• 蘭とのLOFARについての国際共同研究（３名長期派遣）
– 位置天文
• 豪との国際共同研究（１名長期派遣）
– パルサー、AGN、星間物理 等
• 基礎開発推進
– ROACHによる電波分光計
• 英国との国際共同研究（１名長期派遣）
– ソフトウエア開発
• ASKAP/POSSUM用 Faraday Tomography解析ソフト開発
– LOFARのCalibration 前景除去
– フィード開発
SKAの重要性
• 波長横断
X線、可視、赤外、ミリ波に加えセンチ波
• 汎用性
VLBI並の高分解能から広視野観測
熱的、非熱的放射問わず
– 放射：シンクロトロン、free-free、21cm、OH・・・
– 対象：ISM、磁場、パルサー、高エネルギー・・・
• センチ波メートル波装置の技術的ノウハウ
日本の選択肢
• 波長
特定波長に集中強化か？波長横断
か？
• 汎用性
目的指向型か？サイエンス多様性か？