茨城観測局の現状報告	
米倉 覚則、齋藤 悠、Soon	  Kang	  Lou、石井 翔太、佐藤 雄貴、沖本 有、加古 琳一、永瀬 桂、安井 靖尭、杉山 孝一郎、宮本 祐介、百瀬 宗武、吉田 龍生 (茨城大)、	  小川 英夫、木村 公洋 (大阪府大)、藤沢 健太 (山口大)、高羽 浩 (岐阜大)、徂徠 和夫 (北大)、中井 直正 (筑波大)、面高 俊宏	  (鹿児島大)、	  亀野 誠二、小山 友明、河野 裕介、小林 秀行	  (国立天文台)、川口 則幸 (上海天文台)、他大学間連携	  VLBI	  group		経緯	  	  ＊ 茨城大学は、平成21年1月に国立天文台がKDDI株式会社から無償譲渡された直径32mの	  4,	  6	  GHz	  帯通信用アンテナ2台を電波望遠鏡（茨城観測局：それぞれのアンテナを「日立アンテナ」、「高萩アンテナ」と呼ぶ）に改造し、これらを用いた観測を行う事を目指して、平成20年度より大学間連携VLBI観測事業に参加した。	  
＊ 観測周波数帯は、6.7	  GHz	  帯（メタノールメーザー）、8	  GHz	  帯（連続波）、および	  22	  GHz	  帯（水メーザー、連続波、[単一鏡観測で アンモニア、CCS]）である。	  
＊ 主として天体の画像を得る目的で行われる	  VLBI	  観測には	  VERA	  の参加が必要不可欠であるが、このモードでの	  VLBI	  観測は、年間	  500	  時間以下程度に過ぎない。残りの時間（２台合計して、年間15,000時間！）は、茨城大学独自の研究に使用できる。	  
＊ このような特徴を活かして、メタノールメーザー源の強度変動モニター観測、Sgr	  A*	  短基線	  VLBI	  フラックスモニターなどの観測に着手した。	  

整備状況（6.7	  GHz	  帯、8	  GHz	  帯、22	  GHz	  帯での	  VLBI	  観測、単一鏡観測が可能）	  	  記録システム	  アンテナ	  [日立アンテナ]	  ＊ 磁気テープ記録系（VSOP	  ターミナル[K4],	  16	  MHz	  帯域	  ×	  2系統）整備完了（VLBI）	  ＊ HDD	  記録系（K5/VSSP32,	  32	  MHz	  帯域	  ×	  6系統）整備完了（VLBI、単一鏡）	  （さらに	  1	  系統整備中）	  ＊ HDD	  記録系（ADS1000+OCTAVIA+OCTADISK,	  500	  MHz	  帯域	  ×	  1系統）整備完了（VLBI）	  （単一鏡用の分光ソフトは未整備）	  	  ＊アンテナ制御ソフト導入済み	  ＊指向精度は	  〜0.4	  分角	  （3C273	  などの電波連続波源を用いたクロススキャンで測定）	  （12パラメータの補正式を使用）	  ＊開口能率は	  55—75	  %	  （6.7,	  8	  GHz）、30	  %	  （22	  GHz,	  暫定値）	  	  高萩・日立２素子干渉計	  ＊ 試験システム（K5/VSSP32）を用いた実験に成功	  ＊ H25年度末に本格的な相関器を導入。	  
256	  MHzー25.5	  	  GHz	  の信号をダイレクトにサンプリング可能。	  
4	  Gsps	  x	  3	  bit	  x	  4	  IF（相関器モード）、8	  Gsps	  x	  3	  bit	  x	  4	  IF（DBBC	  モード）	  現在機器調整中。	  

[高萩アンテナ]	  ＊アンテナ制御ソフト導入済み	  ＊指向精度は	  〜0.6	  分角：更なる調整中（同上）	  ＊開口能率は	  55—60	  %	  （6.7,	  8	  GHz）、30	  %	  （22	  GHz,	  暫定値）	  	  運用体制	  	  アンテナ制御、記録システム制御は、国立天文台のネットワークに接続できる場所からならば世界中のどこからでも可能である	  (*)。	  	  強度校正装置は遠隔操作できないため（物理的に設置が難しい）、強度校正用のデータ（いわゆる常温黒体）を取得するためには現地に行く必要がある。ただし、受信機が非常に安定しているため数日に１回程度の測定でも充分な精度が得られる。	  	  (*)	  ただし、データ転送レートが非常に遅い（3	  MB/s）ため、画面を飛ばすような作業は極力避けなければならない。	  

受信機	  [6ー9	  GHz	  帯受信機]	  ＊ 両偏波冷却受信機２台の開発が完了	  [22	  GHz	  帯受信機]	  ＊ 両偏波冷却受信機２台の開発が完了	  	  観測局全体	

平成21年度	

平成22年度	

平成23年度	

運用計画	  	  茨城観測局の主用途は、大学連携	  VLBI	  観測であるので、少なくとも１台のアンテナは、常時	  6-­‐	  9	  GHz	  帯の観測を実行できる体制にしておかなければならない。	  	  もう１台については、22	  GHz	  帯受信機を載せる、あるいは、電波連続波の高感度観測を行う『日立ー高萩2素子干渉計観測』を実施するために	  6-­‐9	  GHz	  帯受信機を載せる、などの選択肢が考えられるため、運用計画について調整が必要である。	  

平成24年度	

平成25年度	

平成26年度	

2012	2013	

2014	

インフラ整備	 電源、空調整備(8-­‐10月)	
時刻系整備	

水素メーザー設置(4月)	

VLBI記録系整備	

記録装置設置(4月)	
2009	

日立アンテナ	

2010	

2011	

給電部整備	 整備(2008年度)	
アンテナ制御系整備	

ソフト導入(11月)	

6-­‐9	  GHz	  受信機整備	

常温(11月) 6G冷却(2月)	

①22	  GHz	  受信機整備	
6-­‐9GHz	  VLBI	
22	  GHz	  VLBI	
6	  GHz	  単一鏡分光観測	

性能評価完了(3月)	 更なる改良(6月)	
6-­‐9G冷却(8月)	

常温(2月)	
② 6G試験(6月) 6G観測(8月)	 8G観測(11月)	
③ ④

冷却RX開発・調整	 搭載（１月）	
調査運用開始(10月)	

本観測開始	
本観測開始	
6G調査運用開始(4月)	

本観測開始	

22	  GHz	  単一鏡分光観測	本観測開始	
2011	

2012		  2010		  2009	

高萩アンテナ	2013	

給電部整備	 整備(2008年度)	
アンテナ制御系整備	

ソフト導入(7月)	

6-­‐9GHz	  受信機整備	  常温(7月)	

改修	

調整	

冷却RX開発開始	

冷却RX調整	

冷却(12月)	

22	  GHz	  受信機整備	常温	  (11月)	

冷却RX搭載	  試験(12月)	

6-­‐9GHz	  VLBI	
22	  GHz	  VLBI	

（①などは、下記図番に対応）	

6	  GHz	  単一鏡分光観測	22	  GHz	  単一鏡分光観測	
VLBI	  (HDD記録)	
2素子干渉計	試験開始(6月)	
2009	2010	

2011	

2素子干渉計	⑥⑤

本観測開始	

試験	  本観測開始	  2012	
試験(3月)	

本観測開始	
本観測開始	
本観測開始	
2013	

調整(6月)	

相関器導入	

試験	

運用状況	  	  (1)	  VLBI	  観測運用	  	  図１．日立アンテナファーストライト（2009年11月24日）。6.7	  GHz	  帯常温受信機およびスペアナを用いた。全天で一番明るいメタノールメーザー源	  G9.62	  を追尾しながら測定。	

図２．6.7	  GHz	  帯冷却受信機を搭載した日立アンテナにて得られたメタノールメーザー源	  W3	  IRS5	  のスペクトル（2010年2月）。（左図）スペアナで得られたスペクトル（上）RHCP、（下）LHCP、（右図）分光計 K5/VSSP32	  で得られたスペクトル。	

図３．日立アンテナのファーストフリンジ（2010年6月10日）。
日立アンテナ、VERA	  水沢	  20	  m、入来	  20	  m	  の	  3	  局が参加し、6.7	  GHz	  帯	  LHCP	  にて、連続波源	  OV-­‐236およびメタノールメー
ザー源	  G9.62	  の観測を行った。ともにフリンジが検出された。
図は日立ー水沢基線における	  OV-­‐236	  のフリンジ。	  

ー 年間200時間程度（大学連携	  VLBI	  観測の大部分に参加）	  ー 6.7	  GHz,	  8	  GHz	  @	  日立アンテナ	  ー 22	  GHz	  @	  高萩アンテナ	  (2)	  6.7	  GHz	  メタノールメーザーの VLBI観測による、大質量原始星周物質の固有運動計測	  ー 大質量原始星周囲の物質の固有運動を直接捉え、大質量星の形成メカニズムを観測的に初めて明らかにする。具体的には、大質量が中小質量星と同様に１つの回転降着円盤から形成される事を観測的に実証する。	  
・ 杉山他 (B32a)、松本他	  (B34b)、蜂須賀他	  (B39c)	  参照	  	  図４．初の	  VLBI	  科学観測（2010年8月28-­‐30日「6.7	  GHz	  メタノー
ルメーザー源の	  VLBI	  イメージング」）におけるトータルパワース
ペクトル。 （左）上から順に、
VERA	  水沢	  20	  m	  、VERA	  小笠原	  20	  m、日立。（右)上から順に、	  VERA	  入来	  20	  m,	  VERA	  石垣	  20	  m、上海	  25	  m。低雑音受信機を搭載した大口径アンテナである日立アンテナの感度は、他に比べて格段に良い事が分かる。	

(3)	  6.7	  GHz	  メタノールメーザー源の	  単一鏡モニター観測	  図５．広帯域記録システム（帯域	  500	  MHz）を用いた初フリンジ（2012年11月27日）。8	  GHz	  帯の観測で、参加アンテナは、日立	  32	  m	  とつくば	  32	  m。天体は連続波源	  1741-­‐038。	  	  	  アンテナ性能	  	  	  	  6.7, 8 GHz

22 GHz55% 〜 75 %[@20°][@80°]〜 30 %(暫定値)

Tsys(天頂,大気込み)

25 K（晴）30 K（雨）50 K（冬）70ー100 K（初夏）ビームサイズ（arcmin）

4.6（6.7 GHz）
3.8 （8.4 GHz）
130〜160	  (4)	  Sgr	  A*	  短基線	  VLBI	  ﬂux	  monitor	  

日立	

開口能率	

SEFD（Jy）

図６．22	  GHz	  帯冷却受信機ファーストライト（2012年12月6日）。高萩アンテナに搭載。水メーザー源	  W49Nを追尾しながら、スペアナで測定。	

1.6570〜1150

ー 毎日	  12	  時間程度	  =>	  年間	  4,000	  時間程度	  @	  日立アンテナ	  ー 夏の３ヶ月、毎日	  12	  時間程度	  =>	  年間	  1,000	  時間程度 @	  高萩アンテナ	  • 第１期観測	  ー 2012年12月30日から2014年01月10日まで、毎日観測	  （VLBI観測、メンテナンスなどにより、観測できない日もある）	  • 第２期観測	  ー 2014年05月07日から、毎日観測	  ・ 米倉他	  (B33a)	  参照	  高萩	

最大駆動角速度	

0.3 deg/s

0.1 deg/s (１周1時間)

AZ 駆動範囲(運用角度範囲)± 200 °
(2 - 358 °)± 175 °
(11 - 349 °)EL 駆動範囲(運用角度範囲)

0 - 92 °(5 - 88 °)0 - 92 °(5 - 88 °)直径	32 m

32 m

運用可能最大風速	33 m/s

33 m/s

設計最大風速	60 m/s

60 m/s

製造年月	

1983 Oct.

1992 Sep.

メーカー	

三菱電機	

三菱電機	

・ 目的：銀河系中心への	  G2	  雲の落下に伴う増光の監視。	  
・ 朝木他	  (B41c)	  参照。	  
ー 毎日１時間３０分程度,	  22	  GHz	  =>	  年間700時間程度	  @	  高萩アンテナ	  2012年より試験観測開始。2013年2月より、ほぼ毎日観測。	  
2014年8月末に一旦終了。	  	  (5)	  2素子干渉計	  <実験中>	  ・ 目的：２台のアンテナで同時に取得したデータを相関処理する事により、大気変動や受信機不安定性の影響を最小限にしながら観測する方法の確立	  =>	  特に連続波観測に効果的	  本研究は、JSPS科研費基盤研究(B)24340034「メタノールメーザー源の大規模モニタリングサーベイによる大質量星形成機構の解明」（代表：米倉）の助成を受けたものです。茨城観測局の運用は、国立天文台委託研究「大学間連携VLBI観測事業に係る研究」、国立天文台水沢VLBI観測所経費、茨城大学経費により行われています。