野辺山の将来- 新望遠鏡-rk.pptx

(1)

今後

10年の日本の電波天文学

川辺良平 NRO/NAOJ Jul. 28, 2011

(2)

野辺山の

30年；何を達成したか?

•  _{45m,
NMAを軸に、ミリ波天文学を推進}

-‐ 星間分子分光、銀河・星形成領域サーベイ

•  ASTEを軸に、サブミリ波天文学を開拓

-‐ サブミリ波分光、サブミリ波銀河探査など •  _{VLBIの開拓 

VSOP-‐I
実現
(VERA)
へ}

(VSOP-‐II への道が断たれたImpact非常に大)

_{ 大学へ拡大；国内}VLBI網

•  _{NMA
から“LMA/LMSA”


ALMA実現へ}

(3)

これからの

30年；何をやるべきか?

•  _{ALMAを中核にサイエンスの推進}

-‐ 大学研究グループ/NAOJ等の一層の強化 -‐ 国際的な研究組織の中で存在感を持つ

-‐ 干渉計に親和性を持つ電波研究組織を維持 (SMA, IRAM, CARMA, ATCAなども最大限活用)

•  持続可能な_{”電波天文組織”であるために、} -‐ 独自アイデアの醸造 -‐ 次世代の観測装置の開発  -‐ 若手の育成次世代望遠鏡・テストベンチ必要 _ 次の大型計画

(4)

NROのこの10年を振り返る：1/2

2000年頃電波専門委員会(委員長; 近田) -‐ NROの将来(特に45m鏡の役割等）を議論；資料がほとんどない。 -‐ ALMA準備室を三鷹に設置(石黒、RK、阪本） 2002-‐2003年頃「海部会議」で45m 鏡の将来を議論 -‐ 中井NRO所長；45mの改修プラン(数十億円プラン) -‐ 砂田;BEARSの35ビーム化計画 -‐ 川辺他；ALMAの新技術の導入を提案(2SB RX/マルチ新分光計) -‐ 海部台長の配慮で、改修を少しずつ進めることに 2003-‐2006 電波専門委員会(委員長; RK) -‐ 議論再開、2006年6月WG(45m将来;山本委員長)の報告書印刷 2007 1月-‐2月 45m 鏡が駆動系のトラブルで運用停止 -‐ 改修費要求が緊急課題。その4月, 坪井所長=> ISAS/JAXAへ異動

(5)

NROのこの10年を振り返る：2/2

2007年 4月-‐ RKがALMAからNROへ

-‐ 改修ミニマムプラン作成、7月概算要求へ

-‐ WG答申に従い、45m Legacy (+ ASTE Key Science) スタート

-‐ AzTECのASTE搭載実現(UMASS/INAOEと協力); 2008年度も運用 -‐ 科研費による新規装置計画立案へ=>特別推進研究、基盤(S)など

2008年 3月外部レビュー(Chair; Ron Ekers)

-‐ アンテナ改修プラン、サイエンスプランがエンドースされた

2008年 45mの大規模改修スタート(台内予算)

-‐ 特別推進(５年計画) スタートが決定; 45m z-‐machine & ASTE TES

-‐ 概算要求は財務へ出ず。機構長/天文台内の理解も急速に進む

2009年改修に自然科学研究機構から ~ 3億円 (2年計画で執行) -‐ 45m新マルチの開発スタート

(6)

0 10 20 30 40 50 60 70 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Number of Papers year NRO装置別論文数（暦年）投稿中 total 45 T NMA/RAINBOW T ASTE T other 出版・受理済投稿中 45m ASTE NMA/ Rainbow SMA他

野辺山宇宙電波査読論文数の推移

(2010年12月1日現在) 45m Legacy AzTEC/ASTE NMA共同利用「所内運用」

(7)

NROの今後の10年(計画)

2012-‐ 野辺山将来を明確にし、次第に_transi'on -‐ 共同利用主体  サーベイ・教育主体 -‐ 大学との連携強化；サイエンス、開発、運用大学の「Legacy/Key Science」主導と、運用への貢献 -‐ 45mリモート化、ALMAとの連携を強化 -‐ 干渉計スキルの維持・サイエンスの実施：どう組織化? -‐ RK will disappear? 2012 -‐ 将来の「中規模」計画を推進 -‐ ALMAを活用する上での、基盤観測装置 -‐ 日本が主導し、EA領域とも連携して実現 -‐ 独自アイデア(サイエンス、技術)を醸造やるべき事だが、まだ出来ていない事をstep-by-stepで

(8)

NRO Master Plan (素案)

2009 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 初期運用アルマ科学運用特別推進研究 45m共同運用 ASTE科学運用アルマ建設新単一鏡科学運用?? ミリ波サブミリ波 THz天文学の推進 45m Ant.改修 ASTE新カメラ 45m Z-‐Machine 45m Remote化基盤S研究 45m 70GHz受信機 ASTE THz受信機 Feedback to ALMA 次世代観測装置 2010~ ALMA/NRO連携開始 2013~ ALMA/NRO運用の統合 2017?~ ALMA/新単一鏡の運用サブミリ波・THz 新大型科研費

(9)

次期ミリ波サブミリ波単一鏡計画

川辺良平 NRO/NAOJ Jul. 28, 2011

(10)

Roles of NRO in ALMA Era

•  Enhancing Science with 45m/ASTE toward ALMA Era

•  New Developments to create new seeds for the future

•  Planning a Large mm/sub-‐mm Single dish for opening

new discovery space in ALMA/SKA-‐ era

NRO 45m Telescope ASTE 10 m In Chie D ~ 30-50 m Freq. = 70 GHz – 1 THz? Completion ~ 2018?? Natural Transiion ● Serendipity ●Wide Field Imaging ● Census in the Universe ● Incubate Original Ideas

(11)

A

LMA/

S

PICA

S

ynergy

TE

lescope (AS

1-‐3

_TE)

•  _{A
New
Large
mm/Sub-‐mm
Single
dish
Telescope}

-‐ complementary to ALMA, SPICA, SKA, ..

-‐ opening new discovery space in ALMA/SPICA/SKA-‐ era Wide Field Imaging & Ulimate wide-‐band Spectroscopy

NRO 45m Tel ASTE 10 m Telescope In Chie D ~ 30 m or 50 m ? Freq. = 70 GHz – 1 THz (or 400 GHz??) Completion ~ 2018-20 ?? Natural Evoluion ● Serendipity ●”Wide Field” CO Tomography ● Census in the Universe ● Incubate Original Ideas (仮称)

(12)

New mm/sub-‐mm Telescope

•  _{Natural
transiion
from
45m/ASTE}

45m

-‐ limitaion of observing wavelength: 3mm(or 2mm) due to atmosphere/antenna performance

-‐ 30-‐years old; need mm/sub-‐mm new telescopes!

ASTE

-‐ Limitaion of FOV (7.5 arcmin.); future 10 k-‐pix camera unavailable, & need larger FOV

-‐ Confusion Limited SMG survey; need smaller beam

-‐ Small RX Cabin; can accommodate only one RX

(13)

AzTEC/ASTE Deep Wide-‐ﬁeld SMG Surveys

AKARI Deep Field South (ADF-S)

Subaru/XMM-Newton Deep Field

(SXDF) SSA22 Coverage (arcmin2₎ 909 956 992 Depth (1σ, mJy) 0.43-0.78 0.46-0.87 0.62-1.2 No sources (>3.5σ) ₁₉₈ ₂₀₆ ₁₂₇ reference Hatsukade+10 MNRAS in press Ikarashi+10 arXiv1009.1455I Tamura+ 09, 10 Nature, 459, 61 ApJ, in press ADF-S SXDF SSA 22

(14)

New mm/sub-‐mm Telescope

•  _{New
Discovery
Space
complement
to
ALMA}

-‐ Break through in depth & area coverage + ASTE SMG sample  10 – 30 fainter SMGs 1 deg2_{survey


100-‐1000
deg}2_survey

Muli-‐Colors  Spectroscopic Imaging -‐ Break through in spectroscopy

45m: 2 GHz x 16sets  1~ 10 THz coverage

(15)

Survey sensiivity; SD vs ALMA (12m x50)

Assuming same observing ime & area (SD equipped with camera）

Same depth for SD & ALMA

SD; 2 times deeper SD; 5 times deeper AzTEC/ASTE eASTE with k-pix Camera 口径を大きくすることで、 Confusion Noiseの低減も可 Our Target (Tentative) Deeper

(16)

Key Science (1/2)

•  _{Galaxy
Formaion
and
Cosmology} -‐ SZ cosmology

3mm (min. confusion) mapping of low-‐mass (3e14 M_sun) cluster at z=1 with beam < 20 arcsec (to

resolve Virial core)  Komatsu-‐san’s request -‐ Galaxy Redshis Survey with CO/CII lines

BAO for z = 0 to 3 or 4 (CO), z > 4 (CII) Large-‐scale structure formaion

internal kinemaics of clusters

-‐ Deep mm/sub-‐mm Survey with very low confus.

(17)

CO Tomography: reaches to z= ~ 7?

(18)

Key Science (2/2)

•  _{Physic
and
Chemistry
of
Interstellar
Medium}

-‐ Chemistry from starless cores to planetary disk and atmosphere; two archetypes, WCCC (Warm Carbon Chain Chemistry) and hot-‐ core (Organic Molecules) Chemistry

-‐ Large Organic Molecules and Origin of Life

Large Molecules and Carbon-‐chain molecules has rotaional transiions at cm to long sub-‐mm

-‐ Origin of Interstellar Turbulence and IMF

•  -‐ Physics and Chemistry in external galaxies

(19)

A

LMA/

S

PICA

S

ynergy

TE

lescope (AS

2

_TE)

Two Opions??

-‐ ~50 m telescope up to ~400 GHz (~ THz for good condi.)

big advantage at mm/longer sub-‐mm

limited use at 450 um & shorter with under-‐illuminaion

conﬂicing with LMT(?) , but share southern/northern skies

-‐ ~30 m telescope covering up to ~THz (5000m site in Chile?)

completely conﬂicing with CCAT

(a liule bit) advantageous at mm/longer sub-‐mm disadvantageous at shorter sub-‐mm

Timeline ??

Construcion complete unil 2017-‐18 ???

(20)

AS

2

_{TEの推進体制(素案)}

•  大学を中核とした中規模計画としての推進 -‐ 北大・南谷 -‐ 茨城大・百瀬 -‐ 東大・河野、山本、林他名大・杉山他 -‐ 大阪府立大・大西 -‐ 鹿児島・中西, 今井 -‐ ISAS・松原、-‐ テキサス大・小松、 -‐ NAOJ ほか。。 •  ユニークな観測装置を大学, NAOJで分担 -‐ 大学、NRO/ALMAでの開発ノウハウを活用 -‐ 次世代の若手の育成も •  国立天文台を中核とした望遠鏡の開発・運用 -‐ 45m/ASTE, ACAのノウハウを最大限活用 •  東アジア地域等との連携; 台湾、韓国、中国。。。?

(21)

Synergies

Litebird/KEK

ALMA & ASTE-II (JP Univ./NAOJ)

SPICA/ISAS/JAXA

Inflation to Dark Age

Satellite Technology Imaging Spectroscopy Mm to FIR Camera Origin of Life CMB Secondary

野辺山の将来- 新望遠鏡-rk.pptx

今後

10年の日本の電波天文学

野辺山の

30年；何を達成したか?

これからの

30年；何をやるべきか?

NROのこの10年を振り返る：1/2

NROのこの10年を振り返る：2/2

野辺山宇宙電波 査読論文数の推移

NROの今後の10年(計画)

NRO Master Plan (素案)

次期ミリ波サブミリ波単一鏡計画

Roles of NRO in ALMA Era

A

LMA/

S

PICA

S

ynergy

TE

lescope (AS

TE)

New mm/sub-­‐mm Telescope

AzTEC/ASTE Deep Wide-­‐ﬁeld SMG Surveys

New mm/sub-­‐mm Telescope

Survey sensiivity; SD vs ALMA (12m x50)

Key Science (1/2)

CO Tomography: reaches to z= ~ 7?

Key Science (2/2)

A

LMA/

S

PICA

S

ynergy

TE

lescope (AS

TE)

AS

TEの推進体制(素案)

Synergies

野辺山宇宙電波査読論文数の推移

_TE)

New mm/sub-‐mm Telescope

AzTEC/ASTE Deep Wide-‐ﬁeld SMG Surveys

New mm/sub-‐mm Telescope

_TE)

_{TEの推進体制(素案)}