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VSOP-2 のメーザー源観測性能

VSOP-2 のメーザー源観測性能. ASTRO-G Project 村田泰宏 （ ISAS/JAXA). メーザ源の観測性能. 感度 解像度 位置精度 視野 速度分解能 速度範囲 偏波観測性能 そのほか …. Expected Performance of ASTRO-G. Freq. resolution SEFD 7-σ detection

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VSOP-2 のメーザー源観測性能

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Presentation Transcript

  1. VSOP-2のメーザー源観測性能 ASTRO-G Project 村田泰宏 （ISAS/JAXA)

  2. メーザ源の観測性能 • 感度 • 解像度 • 位置精度 • 視野 • 速度分解能 • 速度範囲 • 偏波観測性能 • そのほか…

  3. Expected Performance of ASTRO-G • Freq. resolution SEFD 7-σ detection with VLBA 8 GHz 205 μas 6100 (4080)Jy 32(23) mJy 22 GHz 75 μas 3600 (2200)Jy 72(50) mJy 43 GHz 38 μas 7550 (3170)Jy 188(107) mJy • Blue numbers are target at the project book. Assumption • SEFD=2kTsys/Ae • Bandwidth for VSOP-2, 128 MHz /2bit or 256 MHz/1bit. ( Tsuboi et al. 2007 VSOP-2 Symposium @ Sagamihara)

  4. VSOP-2の能力と、VSOP、VLBAとの比較 • VLBAの観測帯域は、関連のもののみ。実際は、波長90cm から3mmまで11バンドある。 • VLBAは、観測に協力する地上望遠鏡であるとともにVSOP-2のライバルと言える。 • 感度は、相手望遠鏡の能力に依存する。位相補償感度については、参照天体の離隔や強度に依存する。あくまで参考値。

  5. フリンジ検出感度(ペアアンテナ間の干渉縞）フリンジ検出感度(ペアアンテナ間の干渉縞） ηs : 効率係数 0.5 – 0.9 0.6 Δν : 観測周波数帯域 (Hz) 0.6 τff : フリンジ検出のための積分時間(sec) SEFD: SEDF(Jy) 2つのアンテナのSEFD が違う場合は、SEFD= √(SEFD1 x SEFD2) ΔS : フリンジが検出時の雑音強度　(Jy) 検出するためには、天体強度がこの7倍程度必要

  6. VSOP-2での観測能力@2007.12 1 : 検出感度はVLBA25mアンテナ1素子と観測した場合。大口径アンテナの場合さらに下がる。 2 : 衛星2周回（約12時間）をVLBA 10局と共に観測した場合。位相補償なしの場合 3 : これらの数字は参考値である。観測条件、天体の構造、参加望遠鏡により変わる。 最終的には個別の観測ごとにあたる必要がある。

  7. Target Observational parameters (For line sources, 2007.12)

  8. KP-OV 845km (VLBA) MK-SC 8611km (VLBA) G34.26+0.15の相互相関スペクトル CepA– 10.1km/s Migenes et al. (1999)の データから、 再解析：Kusuno (2008) 1923 Ml Mega

  9. 解像度 λcm : 観測波長 (cm) 3.8, 1.3, 0.7 cm Bkmmax : 最大基線長 (km) ～ 30,000 km θHPBW : ビームの半値幅 (解像度） mas = milli arc second

  10. 位置計測精度 • 合成ビームに対してどのくらいの精度まで計測できるか。SNRによる。 DΘ～ θ/ (2 SNR) スペースVLBIはθが小さいが、SNRは地上基線より小さい　 • ベースライン誤差による位置決定精度誤差 DΘ ～ s ・DB / B 　（s は 参照天体から目標天体までの離角） ～ 21 (s / 2 deg ) (DB / 10cm ) (B / 35,000 km) –1mas • 上記のエラーは、天体構造が単純、大気無視などの場合、実際にやってみてどうか？ 基線が長いほうがいいか、感度がいいほうがいいのか？

  11. 視野 • 素子アンテナビームサイズ Θ<< l /D rad 　～ 120 ( l / 1.35cm) (D / 25m ) –1 arcsec • 帯域による視野 Θ＜＜c /(B・Dn) rad (B=35,000km) ～ 0.014 (Dn / 128 MHz) –1 arcsec ～ 12.3 (Dn / 0.143 MHz) –1 arcsec (1km/s @ 43 GHz) • 積分時間による視野 Θ＜＜l /(B・t・we) rad (we= 1.16 x 10-5 s-1) ～ 3.32 ( l / 1.35cm) (t / 1 s) –1 arcsec • ベースライン誤差による視野 Θ＜＜l /(2p DB) rad (we= 1.16 x 10-5 s-1) ～ 4436 ( l / 1.35cm) (DB / 10 cm) –1 arcsec ～ 1.23 ( l / 1.35cm) (DB / 10 cm) –1 deg

  12. 速度（周波数）分解能 • 速度分解能は、地上の相関器の仕様で決まる。 • KJJVC 128 MHz / 256 k FFT points MAX = 0.5 kHz (3.4m/s @ 43 GHz, 6.8 m/s @ 22 GHz) • DiFX (Software Correlator @ Australia) • VLBA 4 Gbps • EVN next generation Correlator Any flexibility for frequency resolution

  13. 速度範囲 • 22 GHz (20.6 – 22.6 GHz) • H2O JK+K- = 616 – 523 22.23507985 GHz 22,000 ~ -4,920 km/s • 43 GHz (41.0 – 45.0 GHz) • SiO v=0, J=1-0 43.423858 GHz 16,700 ~ -10,880 km/s • SiO v=1, J=1-0 43.122027 GHz 14,753 ~ -13,000 km/s • SiO v=2, J=1-0 42.820587 GHz 12,740 ~ -15,250 km/s • SiO v=3, J=1-0 42.519379 GHz 10,710 ~ -17,490 km/s SiO周波数はMcIntosh (2006) より

  14. 偏波観測性能 • すべてのバンドで右旋偏波、左旋偏波のどちらも観測できる。 • 直線偏波、円偏波の観測が可能 • 目標として　１％以下 （VLBA並） • スペクトル線観測の感度を√２向上 • Zeeman effect measurement

  15. その他 • キャリブレータを観測できます。 • ファーストスイッチング法 目標 離角 3 度を 15 秒 10 秒程度まで可能 （大気位相の除去は難しいが、Delay Calib用天体は観測できる。） • 帯域内利得偏差 0.5 dB / 128 MHz • イメージング観測 　　スポットのイメージ Dynamic Range 画像ノイズレベル

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