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南極テラヘルツ干渉計. 松尾 宏 Hiroshi Matsuo Advanced Technology Center, National Astronomical Observatory. THz gap. Closing the Far-IR Spatial Resolution Gap. A KARI SOFIA Herschel SPICA. ASTE. Subaru. Original from W.Wild. 観測視野の比較. 27 分角. Suprime-Cam の視野. ALMAの視野 @100GHz. SCUBAの視野. 34 分角.
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南極テラヘルツ干渉計 松尾 宏 Hiroshi Matsuo Advanced Technology Center, National Astronomical Observatory
THz gap Closing the Far-IR Spatial Resolution Gap AKARI SOFIA Herschel SPICA ASTE Subaru Original from W.Wild
観測視野の比較 27分角 Suprime-Camの視野 ALMAの視野@100GHz SCUBAの視野 34分角 1000素子カメラの視野口径10m鏡@650GHz
Probe of Distant Universe • Interstellar DUST SMM observation of ULIRGs • Hot Plasma Sunyaev-Zel’dovich Effect • Heavy Metal Far-IR atomic lines
FIR atomic fine structure lines • OI • 63.185mm 4.745THz 5.0×105 cm-3 • 145.54mm 2.060THz 1.5×105 cm-3 • OIII 35.1eV • 51.815mm 5.786THz 3.4×103 cm-3 • 88.356mm 3.393THz 5.0×102 cm-3 • NII 14.5eV • 121.80mm 2.461THz 2.8×102 cm-3 • 205.30mm 1.460THz 4.5×101 cm-3 • NIII 29.6eV • 57.330mm 5.229THz 3×103 cm-3 • CII 11.3eV • 157.68mm 1.901THz 2.7×103 cm-3
FIR SED of Starburst galaxies • OI, OIII • NII, NIII • CII Fischer et al. (1999)
Carina Nebula by ISO LWS CIIは相対的に弱い Mizutani, Onaka, Shibai. (2002)
Keyhole Nebula & Carina Nebula CO(3-2) 345GHz 40’x40’ 1.2mm continuumand Ha images Brooks et al. 2005 Yamaguchi et al. 2003
[CII]158umMap & Hα • 噴出速度650km/s を • 仮定すると~6000年 N. Smith 2002
[NII]122μm [OIII]88μm Map with FIS-FTS • [NII] 122μm • ηCar本星でピーク • [OIII] 88μm • 本星の北西でピーク 空間分解能 32”
[OIII]88μm 電離源 N. Smith et al 2004 Keyhole • [OIII]は[NII][CII] • に比べて全体的に • 強い ηCar O型星 Brooks et al 2000
南極高地でのサイト開発 • Dome-A (China, Australia, USA, UK) • 650GHz radiometer (Pre-HEAT) • THz-FTS atmospheric measurement (2010-) • Kunlun(昆仑) station 2011-2015 plan • 3x50cm optical telescope, 5-m THz telescope • Dome-F (Japan) • IR telescope (Tohoku U.) • THz telescope (Tsukuba U.) • Dome-C (Italia, France) • THz telescope at Concordia station • Brain bolometric interferometer experiment
[NII]205um [NII]122um [OI]63um [NIII]57um [CII]158um [OI]145um [OIII]88um [OIII]52um 3.4 THz 5.8 THz
FIR atomic fine structure lines • OI good median • 63.185mm 4.745THz × 0% 0% • 145.54mm 2.060THz △ 4% 0% • OIII • 51.815mm 5.786THz ○ 15% 1.5% • 88.356mm 3.393THz ○ 12% 1.5% • NII • 121.80mm 2.461THz × 0% 0% • 205.30mm 1.460THz ○ 35% 15% • NIII • 57.330mm 5.229THz △ 2% 0% • CII • 157.68mm 1.901THz △ 3% 0%
Observing sensitivity • NEFD(Noise Equivalent Flux Density) • Heterodyne receivers • Direct detectors
Comparison of Sensitivity direct (red) vs. heterodyne (blue)
南極遠赤外線干渉計 • ハーシェル望遠鏡(口径3.5m)の分解能を超える遠赤外線観測を実現する。 • 仕様 • 口径1m以上 • 基線10m以上 • 波長域 30mm-2mm • 焦点面アレイにより広視野観測を実現する • 観測対象 • 原始惑星系円盤の中間赤外線高分解能観測 • 系外銀河の星形成領域の遠赤外線分光観測 • サブミリ波銀河の高分解能観測 • 銀河団プラズマの高分解能SZ効果観測
OIII観測の魅力 • 大質量星形成領域の詳細観測 • UV放射強度および電子密度 • 遠方宇宙の大質量星形成領域のプローブ • z > 6ではALMAによる観測が可能 • 宇宙再電離の解明 まずは、南極テラヘルツ干渉計から始めよう!
Space THz InterferometerThe Road Map SPECS SPIRIT FIRI ESPRIT SPICA Millimetron AKARI Herschel Spitzer