Japan SKA consortiumの活動
およびSKAによるサイエンス

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Hiroyuki Nakanishi(Kagoshima university)
VERA Users Meetng 2010

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国際組織

•SSEC メンバー
Australia・Canada・China・ Europe・India・South Africa・USA•Observer:
Russia, Japan, Korea, New Zealand,

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VERA Users Meetng 20102

Timeline
2007－12 望遠鏡のデザイン、コスト見積もり
2012－13 サイト決定。10％SKAの建設費採択
2012－13 SKA組織の設立 ← この時点で日本の貢献度が決まる
2013－18 詳細なデザイン研究
SKA-mid, lowの10％建設
2013－22 SKA-highの技術開発
2017－
初期運用
100％SKA建設費の採択
2017－22 SKA-low, midの完成
2023－SKA-low, midの本格運用

Japan SKA consortium• 発足：2008年5月

ＳＷＧ• 参加者：84名24機関• 世話人：中西 裕之（鹿児島大; chair）
萩原 喜昭（国立天文台）
亀谷 収（国立天文台）• 活動の趣旨：







国内研究者による国際SKAプロジェクト
参画への推進

帯域幅10倍宇宙磁場＋スペクトルフィット⇒ダイナミックレン
活動銀河核
ジ3倍以上向上Cotton (SKA2009＠
遠方銀河 ⇒ 高感度化
・宇宙初期・遠方銀河（宇宙最初の Capetownより引用)
銀河・ブラックホール）の検出へ
パルサー
・位置天文用参照電波源の数向上
位置天文学
星間化学

• 活動内容：メーリングリスト等による情報共有
電話会議による月1回の定例会
科学研究ワーキンググループ(SWG)、技術開発ワーキンググループ(EWG)をベースとした活動
産業界協議会(Industry Forum）との共同開発研究模索
ワークショップの開催
研究助成への応募
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EWG

3C287

8-50GHzの超広帯域輝線探査による星間化学
AGN CTD93の広帯域(Kaifu et al. 2004)
SED (Nagai et al. 2006)

キーワード
広帯域

偏波角の多波長測定による宇宙磁場調査→広帯域により精度向上

 広帯域フィード 広帯域バックエンド
InP HBT 超高速3bitサンプラ
フィードの試作（上）と測定（下）(上妻 鹿児島大, 2010)

NTT Photonics Laboratory

Industry forum 共同開発研究↑超高速サンプラで周波数変換無しで得られたスペクトル←従来のヘテロダイン式受信機で得られたW49Nのスペクトル4（川口 NAOJ, 2008)

SKAへ向けた取り組み• キーワード「広帯域」–SKAの開発へ貢献できる日本の強み–広帯域によって初めて実現可能なサイエンスあり–サイエンスと技術開発が両輪となって取り組める
テーマ–電波天文学において普遍的・究極的テーマ• 「広帯域」によって実現できること–広帯域スペクトル–高感度化2010/9/16

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「広帯域化」の恩恵•広帯域スペクトル
3C287

8-50GHzの超広帯域輝線探査(Kaifu et al. 2004)AGN CTD93の2.2-15.3GHzの広帯域SED (Nagai et al. 2006)

偏波角の多波長測定による宇宙磁場調査→広帯域により精度向上• 高感度化： ΔT∝BW-1/2
・宇宙初期・遠方銀河（宇宙最初の銀河・ブラックホール）の検出へ
・位置天文用参照電波源の位置精度向上 or 数増加
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広帯域化SKAによる位置天文• 分解能 （基線長3000-5000km)– 1.4 GHz → 分解能R=14mas (3000km)– 6.7GHz → 分解能R=3mas• 位置天文精度： P = R/2S （S: Dynamic range)– 現状 : P=R/100(Fomalont @SKA2009 Capetown)→ＳＫＡ: P=R/3000 （連続波）, P=R/700（ライン）(集光力50倍ｘ帯域20倍 (50MHz→1GHz))→R=4.6 μas@1.4GHz, R=1.0μas@6.7GHz(連続波)• 参照電波源数＞90天体/□°(@1.4GHz, VLA FIRST survey)

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VERA Users Meetng 20107技術開発/SKA システム概要
Dense Aperture Arrays

Dishes3-CoreCentralRegion

Sparse Aperture
ArraysPeter Dewdney @SKA2010
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VERA Users Meetng 2010

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技術開発/Feed types
70MHz
<1 km

10km

300MHzSparseAperture
Arrays700MHz

Dense
Aperture
Arrays

2GHz

10GHz

PAF
Arrays

PAF WBSPF
Arrays180km

3000+km= potentiometer

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VERA Users Meetng 2010

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技術開発項目• 広帯域フィード• 低雑音増幅器• 高速A/D変換機• デジタルバックエンド分光相関偏波

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VERA Users Meetng 2010

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技術開発項目
超高速InP HBC 3bitサンプラ （川口@SKA-JP WS 2008)• 広帯域フィード• 低雑音増幅器• 高速A/D変換機• デジタルバックエンド
分光
相関
偏波
(3 mm × 3mm）

NTT Photonics Laboratory

測定実験

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VERA Users Meetng 2010

20.480-24.576GHz（帯域幅4.096GHz）
11のダイレクトサンプリング(8.192GHz)。

技術開発項目
広帯域Tapered Slot Antennaの試作（上妻 @EAVNWS2010)

Return Loss [dB]

• 広帯域フィード• 低雑音増幅器• 高速A/D変換機• デジタルバックエンド
分光
相関
偏波

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SKA-Japan Workshop 2010
• 日時: 2010年11月4日(木)9:00－5日(金)18:00• 場所：国立天文台解析研究棟１Ｆ大セミナー室• テーマ:
センチ波広帯域観測で明らかにする宇宙• 趣旨:
 SKAの国際的進展の理解を深めること
 国際ネットワークの確立
 国内のキーサイエンスと技術開発• 招待講演者：
John Bunton (CSIRO)：ASKAP
Minho Choi (KASI)：SKA-Koreaの活動
Jasper Horrell(South African SKA Project Office)：MeerKAT
Joe Lazio (JPL-SPDO)：SKAのサイエンス総論
今井裕（鹿児島大）：位置天文学
大向一行（京都大）：星形成
亀谷收（国立天文台）：パルサー
川勝望（筑波大）：活動銀河核
川口則幸（国立天文台）：技術開発総論
川辺良平（国立天文台)：ALMAとの連携
熊澤寿樹（東陽テクニカ）：産業界の期待
高橋慶太郎（名古屋大）：宇宙磁場
竹内努（名古屋大）：銀河進化と遠方宇宙
山本智（東京大）：星間化学
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