世界最大の電波望遠鏡であるスクエア キロメーター アレイ (SKA) を建設するコンソーシアムは本日、2018 年に建設を開始し、2023 年までに完了する予定のプロジェクトの第 1 段階の最終範囲を発表しました。利用可能な資金の範囲内に収まるように規模を縮小しても、プロジェクトは主要な科学的目標をすべて達成することができます。
「得た資金に合わせて布をカットするときは、妥協する必要があります」とSKAディレクターのフィリップ・ダイアモンドは言います。 「縮小はありますが、それでも非常に変革的な手段です」と、イギリスのエジンバラ大学天文学研究所の天体物理学者 Philip Best は言います。
世界中の 11 か国から資金提供を受けている SKA は、一部が南アフリカで、一部がオーストラリアで建設されます。計画では、最初にパイロット機器を構築する予定です。これは、天文学自体を進歩させるだけでなく、2023 年から 2030 年の間にフェーズ 2 が構築される前に、巨大な望遠鏡の背後にある原理が実際に機能することを証明することにもなります。最終的な機器には皿とアンテナが含まれます。アフリカの大部分とオーストラリアにまたがり、総収集面積は 1 平方キロメートルになります。
SKA のベースライン デザインは計画段階で作成され、南アフリカとオーストラリアのチームは、技術の一部をテストするために 2 つのプロトタイプ アレイを構築中です。南アフリカのディッシュ MeerKAT アレイ
2013 年 7 月、SKA 理事会は、SKA1 とも呼ばれるフェーズ 1 のコスト上限を 6 億 5000 万ユーロに設定しました。それ以来、その予算内で何が可能かを確認するために、ワーキング グループと諮問委員会による世界的な取り組みが行われてきました。 「科学の目標を達成するためのコストを理解できるように、昨年 10 月にすべてをまとめました」と Diamond 氏は言います。
本日発表されたSKA1の最終計画には、2つの要素があります。 1 つ目は、元のベースライン計画の約 250 から減少して、MeerKAT を組み込む南アフリカの約 200 のパラボラ アンテナを備えた中周波アレイです。 2 番目の部分は、オーストラリアの低周波アレイで、約 130,000 個のいわゆるダイポール アンテナ (屋上のテレビ アンテナに似ています) で構成されます。当初の計画では、250,000 個のアンテナが必要でした。
当初の計画には、ASKAP に基づくオーストラリアの特殊な中周波サーベイ望遠鏡という 3 番目の要素も含まれていましたが、60 の追加の皿がありました。ディッシュには、フェイズド アレイ フィードと呼ばれる新しい検出器が取り付けられており、空の広い範囲を一度に表示して、迅速な調査を行うことができます。これは、プロジェクトのフェーズ 2 を待つ必要があります。再構成プロセス中にSKAの科学諮問委員会を務めたBestは、南アフリカの中周波アレイは、視野が狭いため、電波の空の調査を引き続き行うことができると述べています.
ベスト氏は、この道をたどることは、科学アドバイザーの間で「ほぼ満場一致の決定」だったと述べています。 「コストの上限を考えると、2 つの画期的な楽器を作ることがより重要でした」と彼は言います。 「元のベースラインが持っていた機能を失うことはありません」と彼は付け加えますが、一部の目標ではより多くの観察時間が必要になる可能性があるため、「もう少しギブアンドテイク」が必要になる場合があります.
SKA1 には 2 つの主要な科学的目標があります。 1 つ目は、多くのパルサー (非常に規則的な電波パルスを送信する急速に回転する中性子星) からのメトロノミック信号を検出して、パルスのタイミングのわずかな変化から重力波の通過を明らかにすることです。 2つ目は、最初の星や銀河が形成されていた時代にさかのぼる宇宙の歴史を通じて、中性水素ガスからの非常にかすかな信号をマッピングすることです。 「他の科学の可能性は膨大です」とダイアモンドは言います。
SKA は第 2 段階の研究目標を設定し始めたところだと、Diamond 氏は言います。最終的な装置のサイズに関する決定は、アフリカでは約 2000 皿、オーストラリアでは最大 100 万個の双極子を持つ可能性が高いと考えられます。ただし、ほとんどの受信ハードウェアは、現在存在するものから根本的に逸脱しているわけではありません。証明されていないのは、データ処理、コンピューティング、およびソフトウェアです。 「これは私たちが直面する最大の課題です」とダイアモンドは言います。
SKA1 の縮小は、少しがっかりしたことだと Best 氏は認めています。 「しかし、それは物事を変えるものではありません。完全なSKAの意図は同じです。最初の段階では少ないだけです」と彼は言います.
