[論文レビュー] GASS: The Parkes Galactic All-Sky Survey. II. Stray-Radiation Correction and Second Data Release

P. M. W. Kalberla, N. M. McClure‐Griffiths+9 more|arXiv (Cornell University)|Jul 5, 2010

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 25被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、パーキンス銀河全天空サーベイ（GASS）の第二回データリリースを提示する。このリリースでは、ライデン/アルゼンチン/ボン（LAB）全天空21cmサーベイを基準として、特に不要放射および電波干渉（RFI）を補正することで、機器に起因する影響を是正する。補正後、GASSは南天の銀河系ヒドロゲン原子（H i）放射において、最高の空間分解能と感度を達成し、LABサーベイと優れた一致を示す。また、Webインターフェースを通じて公開可能なFITSキューブも提供される。

ABSTRACT

The Parkes Galactic All-Sky Survey (GASS) is a survey of Galactic atomic hydrogen (HI) emission in the southern sky observed with the Parkes 64-m Radio Telescope. The first data release was published by McClure-Griffiths et al. (2009). We remove instrumental effects that affect the GASS and present the second data release. We calculate the stray-radiation by convolving the all-sky response of the Parkes antenna with the brightness temperature distribution from the Leiden/Argentine/Bonn (LAB) all sky 21-cm line survey, with major contributions from the 30-m dish of the Instituto Argentino de Radioastronomia (IAR) in the southern sky. Remaining instrumental baselines are corrected using the LAB data for a first guess of emission-free baseline regions. Radio frequency interference is removed by median filtering. After applying these corrections to the GASS we find an excellent agreement with the Leiden/Argentine/Bonn (LAB) survey. The GASS is the highest spatial resolution, most sensitive, and is currently the most accurate HI survey of the Galactic HI emission in the southern sky. We provide a web interface for generation and download of FITS cubes.

研究の動機と目的

• パーキンス銀河全天空サーベイ（GASS）データにおける機器的要因、特に不要放射および電波干渉（RFI）を是正すること。
• 南天の銀河系原子水素（H i）放射の正確性と感度を向上させること。
• 校正済みでクリーニング処理されたデータ製品を含む第二回データリリースを提供すること。
• ユーザーが解像度およびドリフト速度範囲をカスタマイズ可能なFITSCUBESの即時生成とダウンロードが可能なWebベースのインターフェースを提供すること。
• LABサーベイとの比較を可能にし、RFIや不要放射による残存汚染をユーザーが評価できるようにすること。

提案手法

• 不要放射は、パーキンス電波望遠鏡の全天空応答関数をLAB全天空21cmサーベイの輝度温度分布と畳み込むことで計算する。
• 残存する機器的ベースラインは、LABサーベイを最初の仮説として、発光のないベースライン領域として用いる。
• 電波干渉（RFI）は、可視性データに対する中央値フィルタリングによって軽減する。
• 補正済みデータは、LABサーベイとの比較によって検証され、H i放射の構造と強度において優れた一致を示す。
• Webインターフェースを実装し、ユーザー定義の銀河座標または赤道座標、速度範囲、および平滑化カーネル（FWHM 16′〜25′）を用いたFITSCUBESの即時生成とダウンロードを可能にする。
• ユーザーはクリーニング処理済みでないデータ（ベースラインおよび不要放射補正済みだがRFI補正なし）および診断用途のための不要放射補正マップにもアクセス可能である。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 LABサーベイを基準として用いることで、GASSデータからの不要放射効果をどの程度正確にモデル化・除去できるか？
• RQ2 RFI汚染はGASSデータにどの程度影響を与え、効果的に軽減できるか？
• RQ3 補正済みGASSデータの最終的な感度と空間分解能は、既存のH iサーベイと比較してどの程度か？
• RQ4 補正済みGASSデータは、H i放射の構造と強度においてLABサーベイとどの程度一致するか？
• RQ5 後処理後、どの程度の残存機器的影響が残っており、ユーザーはそれらを検出または是正できるか？

主な発見

• 不要放射およびRFI補正後、GASSデータはライデン/アルゼンチン/ボン（LAB）全天空21cmサーベイと優れた一致を示し、補正プロセスの正確性が裏付けられる。
• GASSサーベイは、有効な空間分解能が14.4′ FWHM、ドリフト速度分解能が1.0 km s⁻¹に達し、南天のH i放射において、これまでで最高の空間分解能と最も感度の高いサーベイとなっている。
• クリーニング処理済みデータキューブのルート・メーン・スクエア（rms）ノイズは、高銀緯度域で20〜60 mKの範囲にあり、最低ノイズレベルは高銀緯度で達成される。
• 第二回データリリースでは、5秒積分時間の2.8 × 10⁷個の個々のスペクトルが、即時マッピング処理により提供される。
• Webインターフェースにより、ユーザーがカスタマイズ可能な平滑化（FWHM 16′〜25′）を用いたFITSCUBESの即時生成が可能であり、診断用途のためのクリーニング処理済みおよび未処理データ製品も取得可能である。
• 徹底的な補正にもかかわらず、一部の残存RFI効果が残っており、孤立したチャンネルでは最大40 mKの汚染が観測される。ユーザーは、重要なデータをLABデータベースと照合することを推奨される。