[论文解读] 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 3

一句话总结

本文介绍了LOFAR（一种使用孔径阵列技术的低频射电望远镜）的现状，并探讨了其在327 MHz频段与甚长基线干涉测量（VLBI）的协同作用。研究结果表明，足够多的明亮且未解析的标定源存在于天空中，足以支持在大部分天区实现高保真成像，尤其是在120–240 MHz频段；同时证实，通过国际站点扩展LOFAR以实现数千公里基线是可行的，且将显著提升其科学能力。

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.

研究动机与目标

• 评估利用LOFAR及其扩展配置（E-LOFAR）进行低频VLBI的可行性。
• 评估在327 MHz频段适合的在波束内标定源的可用性，以支持高保真成像。
• 确定通过国际站点扩展LOFAR以实现数千公里基线的科学潜力。
• 分析现有的327 MHz VLBI数据，以指导未来LOFAR运行的标定策略。

提出的方法

• 分析327 MHz频段浅层 survey 的档案VLBA数据，以评估源密度和分辨率特性。
• 检查以两个在波束内标定源为中心的深空、大视场全球VLBI survey：B0218+357 和 J0226+3421。
• 评估327 MHz频段未解析且相对较亮的标定源在天球上的密度，以支持LOFAR的高保真成像。
• 评估通过国际站点扩展LOFAR以实现数千公里基线的技术与科学可行性。
• 利用现有的VLBI结果，预测未来低频孔径阵列系统在性能和标定挑战方面的表现。
• 将LOFAR的能力与EVN和VLBA等高分辨率仪器进行比较，以确立科学协同效应。

实验结果

研究问题

• RQ1 在327 MHz频段是否存在足够多的明亮且未解析的标定源，以支持LOFAR在天空大部分区域实现高保真成像？
• RQ2 当前在波束内标定源的分布是否足以支持低频深空、大视场VLBI survey？
• RQ3 通过国际站点扩展LOFAR以实现数千公里基线，其潜在科学收益是什么？
• RQ4 LOFAR在低频段的分辨率与灵敏度与EVN和VLBA相比如何？
• RQ5 在120–240 MHz频段，实现高动态范围成像面临哪些技术与观测挑战？

主要发现

• 在327 MHz频段，相对明亮且未解析的标定源在天球上的密度足够支持在天空大部分区域实现高保真成像，特别是在120–240 MHz频段。
• 基于VLBA档案数据的浅层 survey 确认了存在大量适合低频VLBI的标定源。
• 以B0218+357 和 J0226+3421 为中心的深空、大视场全球VLBI survey 展示了在低频段实现高灵敏度观测的可行性。
• 通过国际站点扩展LOFAR以实现数千公里基线在技术上是可行的，并将显著增强其科学产出。
• 结果表明，未来LOFAR观测将受益于丰富且可靠的在波束内标定源供应，即使在最长的欧洲基线上亦是如此。
• LOFAR与EVN和VLBA等高分辨率VLBI网络之间的协同效应很强，可实现低频段的深空、大视场 survey。