[论文解读] ThunderKAT: The MeerKAT Large Survey Project for Image-Plane Radio Transients

R. P. Fender, P. Woudt+60 more|arXiv (Cornell University)|Nov 11, 2017

Radio Astronomy Observations and Technology被引用 27

一句话总结

ThunderKAT 是一项 MeerKAT 大型巡天项目，旨在通过定向巡天和对其他 LSP 数据的共用监测，探测并研究全天范围内的图像平面射电暂现源。通过将实时图像平面暂现源搜索与来自 MeerLICHT 的同时光学观测相结合，该项目旨在彻底革新对高能天体物理暂现源（包括 X 射线双星、超新星和千新星）的理解。

ABSTRACT

ThunderKAT is the image-plane transients programme for MeerKAT. The goal as outlined in 2010, and still today, is to find, identify and understand high-energy astrophysical processes via their radio emission (often in concert with observations at other wavelengths). Through a comprehensive and complementary programme of surveying and monitoring Galactic synchrotron transients (across a range of compact accretors and a range of other explosive phenomena) and exploring distinct populations of extragalactic synchrotron transients (microquasars, supernovae and possibly yet unknown transient phenomena) - both from direct surveys and commensal observations - we will revolutionise our understanding of the dynamic and explosive transient radio sky. As well as performing targeted programmes of our own, we have made agreements with the other MeerKAT large survey projects (LSPs) that we will also search their data for transients. This commensal use of the other surveys, which remains one of our key programme goals in 2016, means that the combined MeerKAT LSPs will produce by far the largest GHz-frequency radio transient programme to date.

研究动机与目标

• 通过其射电辐射探测并表征高能天体物理暂现源，特别是与吸积爆发和爆发事件相关的源。
• 通过显著增加准同时射电-X 射线测量，弥补对脉冲星 X 射线双星缺乏全面射电监测的不足。
• 在多个 MeerKAT 大型巡天项目（LSP）中实现共用暂现源搜索，最大化天空覆盖范围，并提高对稀有或暗弱暂现源的探测能力。
• 通过 MeerLICHT 光学望远镜提供同时光学数据，以改善暂现源分类和多波段后随观测效率。
• 通过在多个时标和流量水平上绘制动态射电天空，为平方公里阵列（SKA）的建设做好准备。

提出的方法

• 利用 MeerKAT 的高灵敏度、宽频带成像能力，对银河系内的 X 射线双星和暂现源进行定向监测。
• 在约 1 秒至数年的时标上执行盲搜图像平面暂现源，数据处理流程中采用对数周期采样。
• 通过分析其他 LSP（如 Fornax、MHONGOOSE、LADUMA、MIGHTEE、MeerTIME）的数据流，实现与这些项目的共用暂现源探测。
• 利用 MeerLICHT 光学望远镜获取同时的光学光变曲线，实现对射电暂现源的快速分类。
• 应用时变天区建模和 HI 吸收特征分析，以探测星系际和星周暂现源的特征。
• 优先通过协调的多波段观测活动对射电暂现源进行后随观测，特别是针对千新星和引力波对应体候选源。

实验结果

研究问题

• RQ1 恒星级黑洞和中子星的吸积态如何与射电喷流和风的喷射相关联？这揭示了动能反馈的哪些机制？
• RQ2 河外射电暂现源（包括微类星体、超新星，以及可能未知的暂现现象）的分布和种群特征是什么？
• RQ3 在多个 LSP 之间进行共用暂现源搜索，是否能显著提高对稀有或暗弱暂现源的探测率，相比仅依赖定向巡天？
• RQ4 同时进行光学与射电观测在暂现源类型分类和优先分配后随观测资源方面，其有效性如何？
• RQ5 暂现射电源中的 HI 吸收特征具有哪些特征？它们如何揭示星系际和星周介质的性质？

主要发现

• ThunderKAT 将使 X 射线双星的准同时射电-X 射线测量数量提高多达 5 倍，特别是能够首次对射电安静的中子星 X 射线双星进行全面研究。
• 在多个 LSP 之间实施的共用搜索策略，将产生迄今最大的 GHz 频率射电暂现源巡天，覆盖从广角到极深的天区。
• 来自 MeerLICHT 的同时光学数据，将使暂现源在探测后数小时内即可完成初步分类，显著提升后随观测效率。
• 该计划预计能探测到在尘埃消光严重的星系中被遮蔽的千新星对应体，利用其蓝色（日 timescale）和红色（周 timescale）特征。
• 在 1 秒至 1 年的时标上进行图像平面暂现源探测，将有助于发现快速射电暴、耀发源以及长期变幅的射电暂现源。
• 将时变天区模型与 MIGHTEE 数据结合，将提升在深空场中对暗弱、长时标暂现源的探测灵敏度。