[논문 리뷰] Considerations for a Multi-beam Multi-purpose Survey with FAST

Di Li, Pei Wang외 9명|arXiv (Cornell University)|2018. 02. 11.

Radio Astronomy Observations and Technology참고 문헌 18인용 수 56

한 줄 요약

이 논문은 FAST를 위한 동시 다중 백엔드 설문 계획을 제안한다. 19-beam L-band 포컬 어레이를 사용하고, 어레이를 특정 각도로 회전시키며, 북반구를 약 220일의 완전한 기간 동안 조사하고, 동시에 펄서, HI, 이미징, 트랜지언트 데이터를 수집한다.

ABSTRACT

Having achieved 'first-light' right before the opening ceremony on September 25, 2016, the Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope (FAST) is being busily commissioned. Its innovative design requires ~1000 points to be measured and driven instead of just the two axes of motion, e.g. Azimuth and Elevation for most of the conventional antennae, to realize pointing and tracking. We have devised a survey plan to utilized the full sensitivity of FAST, while minimizing the complexities in operation the system. The 19-beam L band focal plan array will be rotated to specific angles and taking continuous data streams while the surface shape and the focal cabin stay fixed. Such a survey will cover the northern sky in about 220 full days. Our aim is to obtain data for pulsar search, HI (neutral hydrogen) galaxies, HI imaging, and radio transients, simultaneously, through multiple backends. These data sets could be a significant contribution to all related fields in radio astronomy and remain relevant for decades.

연구 동기 및 목표

• FAST의 감도를 최대한 활용하되 작동 복잡성을 줄이는 설문 조사를 추진한다.
• 여러 과학 데이터 세트를 동시에 수집하기 위한 공통 관측 전략을 설계한다.
• 실현 가능한 시간 내에 북반구의 넓은 하늘 커버리지를 달성한다.
• 펄서, HI 은하, HI 이미징, 라디오 트랜지언트에 대한 데이터 제품을 가능하게 한다.

제안 방법

• 특정 각도로 회전된 19빔 L-band 포컬 플레인 어레이를 사용한다.
• 표면 형태와 포컬 캐빈을 고정한 채 연속 데이터 스트림을 수집한다.
• 대략 220일 정도의 완전한 기간으로 북반구 하늘을 커버하도록 설계를 구성한다.
• 여러 백엔드를 작동시켜 다양한 데이터 세트를 동시에 얻는다.
• 어레이 설계에 의해 주도되는 대략 1000개의 포인팅 측정을 기반으로 포인팅/트래킹을 실현한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 운용 복잡성을 지나치게 증가시키지 않으면서 FAST를 공용 다과학 관측에 사용할 수 있도록 어떻게 운영할 수 있는가?
• RQ2 FAST의 19빔 어레이를 활용한 북반구 하늘 설문의 가능한 하늘 커버리지와 시간 프레임은 무엇인가?
• RQ3 펄서 탐색, HI 은하 연구, HI 이미징, 라디오 트랜지언트 과학을 단일 관측 계획으로 병행할 수 있는가?
• RQ4 다목적 설문을 FAST에서 가장 잘 실현하는 어레이 회전 각도와 데이터 백엔드 구성은 무엇인가?

주요 결과

• 작동 복잡성을 최소화하면서 FAST의 전체 감도를 활용하는 설문 계획이 설명된다.
• 제안된 19빔 L-band 포컬 플레인 어레이는 연속 데이터 스트림을 위해 특정 각도로 회전된다.
• 이 계획은 북반구 하늘을 약 220일 정도의 완전한 기간으로 커버하는 것을 목표로 한다.
• 다양한 백엔드가 펄서, HI, 이미징, 트랜지언트 데이터를 동시에 제공하도록 의도된다.