[論文レビュー] Lofar, E-Lofar and Low-Frequency Vlbi

M. A. Garrett, H. Rampadarath+2 more|ArXiv.org|Feb 15, 2009

Radio Astronomy Observations and Technology参考文献 4被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、アンテナアレイ技術を用いた低周波数電波望遠鏡であるLOFARの現状を提示し、327 MHzにおけるVLBIとの連携可能性を検討する。本研究では、特に120–240 MHz帯において、高分解能イメージングに十分な明るく未分解像の校正源が空域の大部分に存在することを示し、LOFARを国際的ステーションを用いて数千kmの基線にまで拡張することが技術的に可能であり、科学的成果を顕著に向上させられることを確認した。

ABSTRACT

The Low Frequency Array (LOFAR) is a new generation of electronic radio telescope based on aperture array technology. The telescope is being developed by ASTRON, and currently being rolled out across the Netherlands and other countries in Europe. I present the current status of the project, and its relation to high resolution instruments such as the European VLBI Network (EVN) and the Very Long Baseline Array (VLBA). In particular, I present recent VLBI results at 327 MHz associated with: (i) a shallow survey based on VLBA archive data and (ii) a deep, wide-field Global VLBI survey centred on two in-beam calibrators, B0218+357 and J0226+3421. The results suggest that there will be no shortage of relatively bright primary calibrators that remain unresolved by LOFAR even on the longest European baselines. The sky density of fainter in-beam calibrators should also be more than adequate to permit the generation of high fidelity images over a large fraction of the sky, especially in the high-band observing band (120-240 MHz). Extending LOFAR via international stations to baseline lengths of several thousand kilometres is certainly practical and should significantly enhance the scientific output and capabilities of the array.

研究の動機と目的

• LOFARおよび拡張型構成（E-LOFAR）を用いた低周波数VLBIの実現可能性を評価すること。
• 327 MHzにおける高分解能イメージングに適したビーム内校正源の可用性を評価すること。
• 国際的ステーションを用いて数千kmの基線を実現するLOFARの拡張による科学的潜在能力を特定すること。
• 既存の327 MHzにおけるVLBIデータを分析し、将来のLOFAR運用における補正戦略を支援すること。

提案手法

• 327 MHzにおける浅い調査のアーカイブVLBAデータを分析し、源密度および分解能特性を評価する。
• 2つのビーム内校正源（B0218+357およびJ0226+3421）を中核とする、深さと広域性に優れたグローバルVLBI調査を検討する。
• 327 MHzにおける未分解像で比較的明るい校正源の天の川密度を評価し、LOFARによる高分解能イメージングを支援する。
• 国際的ステーションを用いたLOFARの拡張による数千kmの基線実現の技術的・科学的実現可能性を評価する。
• 既存のVLBI結果を活用し、将来の低周波数アンテナアレイシステムの性能と補正課題を予測する。
• 高分解能機器（EVNおよびVLBA）とLOFARの能力を比較し、科学的連携関係を確立する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 327 MHzにおいて、LOFARが空域の大部分にわたり高分解能イメージングを実現するのに十分な明るく未分解像の校正源が存在するか？
• RQ2 現在のビーム内校正源の分布は、低周波数における深さと広域性に優れたVLBI調査を可能にするか？
• RQ3 国際的ステーションを用いて数千kmの基線を実現するLOFARの拡張により得られる科学的利点は何か？
• RQ4 低周波数におけるLOFARの分解能および感度は、EVNおよびVLBAと比べてどの程度か？
• RQ5 120–240 MHzにおけるLOFARで高ダイナミックレンジイメージングを達成する際の技術的および観測上の課題は何か？

主な発見

• 327 MHzにおける比較的明るく未分解像の校正源の天の川密度は、特に120–240 MHz帯において、空域の大部分にわたり高分解能イメージングを支援するのに十分である。
• VLBAアーカイブデータに基づく浅い調査により、低周波数VLBIに適した多数の校正源が存在することが確認された。
• B0218+357およびJ0226+3421を中核とする深さと広域性に優れたグローバルVLBI調査は、低周波数における高感度観測の実現可能性を示している。
• 国際的ステーションを用いてLOFARを数千kmの基線にまで拡張することは技術的に実現可能であり、科学的成果を顕著に向上させられる。
• 結果から、将来のLOFAR観測は、長距離ヨーロッパ基線でも、堅牢で豊富なビーム内校正源の供給を享受できると示唆されている。
• LOFARとEVNおよびVLBAのような高分解能VLBIネットワークとの連携は強く、低周波数における深さと広域性に優れた調査が可能である。