[論文レビュー] The Sardinia Radio Telescope: From a Technological Project to a Radio Observatory

I. Prandoni, M. Murgia+44 more|eSpace (Curtin University)|Mar 28, 2017

Radio Astronomy Observations and Technology参考文献 83被引用数 33

ひとこと要約

この論文は、イタリアに位置する64メートルの全方向指向性電波望遠鏡・サルディニア電波望遠鏡（SRT）の科学的コンMISSIONィングおよび検証を詳細に記述しており、単一望遠鏡およびVLBI運用におけるその能力を示している。欧州VLBIネットワーク（EVN）およびLEAPパルサー時刻配列への統合に成功し、高精度の画像化および分光測定を達成。初期科学観測により、高周波電波天文の分野におけるSRTの科学的準備状態が確認された。

ABSTRACT

[Abridged] The Sardinia Radio Telescope (SRT) is the new 64-m dish operated by INAF (Italy). Its active surface will allow us to observe at frequencies of up to 116 GHz. At the moment, three receivers, one per focal position, have been installed and tested. The SRT was officially opened in October 2013, upon completion of its technical commissioning phase. In this paper, we provide an overview of the main science drivers for the SRT, describe the main outcomes from the scientific commissioning of the telescope, and discuss a set of observations demonstrating the SRT's scientific capabilities. One of the main objectives of scientific commissioning was the identification of deficiencies in the instrumentation and/or in the telescope sub-systems for further optimization. As a result, the overall telescope performance has been significantly improved. As part of the scientific commissioning activities, different observing modes were tested and validated, and first astronomical observations were carried out to demonstrate the science capabilities of the SRT. In addition, we developed astronomer-oriented software tools, to support future observers on-site. The astronomical validation activities were prioritized based on technical readiness and scientific impact. The highest priority was to make the SRT available for joint observations as part of European networks. As a result, the SRT started to participate (in shared-risk mode) in EVN (European VLBI Network) and LEAP (Large European Array for Pulsars) observing sessions in early 2014. The validation of single-dish operations for the suite of SRT first light receivers and backends continued in the following years, and was concluded with the first call for shared-risk/early-science observations issued at the end of 2015.

研究の動機と目的

• 2013年の技術的コンMISSIONィングに続く、Sardinia Radio Telescope（SRT）を完全に運用可能な電波天文台としての認定を目的とする。
• SRTの初光受信機およびバックエンドの性能を、画像化、分光測定、パルサー時刻測定、および一時的天体の検出モードにおいて評価することを目的とする。
• 技術的および科学的検証を通じて、SRTがEVNやLEAPを含む欧州および国際的な電波天文学ネットワークへの参加を可能にすることを目的とする。
• 科学的コンMISSIONィングの過程で特定された機器的欠陥を同定し、修正することで望遠鏡性能を最適化することを目的とする。
• 2015年末に最初の共有リスク／初期科学公募を発表し、定期的な科学運用への移行を支援することを目的とする。

提案手法

• 2012年から2015年にかけて段階的な科学的コンMISSIONィングを実施し、技術的準備状態と科学的インパクトの両者を優先した。
• 3つの初光受信機（7ビームKバンド、モノフィードCバンド、同軸二重フィードL/Pバンド）を用いた単一望遠鏡運用の検証を実施した。
• 0.3–116 GHzの周波数範囲にわたり、望遠鏡性能の限界およびシステム安定性を評価するための実空テストを実施した。
• SRTを欧州VLBIネットワーク（EVN）およびLEAPパルサー時刻配列に統合し、メディチナおよび他のステーションとの間で成功裏にデータ相関を達成した。
• 現場の研究者を支援し、データ取得および処理を簡素化するための天文学的指向のソフトウェアツールを開発した。
• 2016年2月1日から共有リスクモードで初期科学観測を開始し、科学的潜在能力を実証した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Sardinia Radio Telescopeは、周波数全範囲にわたり、画像化および分光測定においてどの程度の性能を示すか？
• RQ2 SRTはEVNおよびLEAPネットワークの一員として、高精度な干渉測定にどの程度効果的に参加できるか？
• RQ3 科学的コンMISSIONィングの過程で特定された主な機器的およびシステムレベルの欠陥は何か。それらはどのように是正されたか？
• RQ4 SRTのアクティブな表面および高度な受信機システムは、高ダイナミックレンジおよび画像の正確性をどの程度実現できるか？
• RQ5 SRTは、短時間電波パルス（FRB）や磁気星の追跡を含む、一時的天体およびパルサー時刻測定を効果的にサポートできるか？

主な発見

• Sardinia Radio Telescopeは2014年1月にメディチナ局と最初のVLBI相関に成功し、SRTの最初の成功裏の基線を達成した。
• SRTは欧州VLBIネットワーク（EVN）に統合され、2015年から共有リスクモードに参加を開始。Lバンド、Cバンド、Kバンド観測の完全なサポートが得られた。
• LEAPパルサー時刻プロジェクトはSRTで成功裏に実装され、2014年初期から完全自動化されたデータ取得が開始され、以降毎月の運用が継続された。
• SRTは優れた画像化性能を示し、特にKバンドおよびCバンド観測において高ダイナミックレンジおよび高い画像正確性を達成した。
• SRTは7.3 GHzで一時的磁気星SGR J1745-2900の追跡に成功し、「機会の対象（ToO）」観測の能力を検証した。
• 2015年末に最初の共有リスク／初期科学観測公募が発表され、2016年2月1日に初期科学観測が開始された。これにより、SRTが通常の科学運用に適した状態にあることが確認された。