高感度ミリ波サブミリ波受信機を用いた高分解能観測による大質量星形成機構の解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15071205
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 小川 英夫 大阪府立大学, 総合科学部, 教授 (20022717)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安藤 浩哉 豊田工業高等専門学校, 助教授 (30212674) ; 堀中 博道 大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60137239) ; 米倉 覚則 大阪府立大学, 総合科学部, 助手 (90305665)
• Keywords: 大質量星 / 星形成 / 電波天文学 / ASTE / 超伝導 / ミクサ / 偏波計 / ミリ波サブミリ波

Research Abstract

従来、ミリ波帯観測装置では、受信機のシングルサイドバンド(SSB)化は準光学方式の干渉計や機械式同調方式などでイメージバンドにフィルタをかけることにより実現していた。しかし、これらの方式は必ず可動部品を伴うため、再現性や経年変化など問題点があった。
これに対し、ミリ波帯導波管型ハイブリッド等を採用することで、同調機構なしに広帯域にSSB化が可能となる。この開発を進めた結果、入力周波数90-115GHz (IF=4-8GHz)にわたり、SSB雑音温度60K、最小雑音温度50K (@100GHz)、サイドバンド比10dBの性能を持つ2SB受信機の開発に成功した。この性能は同周波数帯のサイドバンド分離ミクサとしては、世界最高の部類に属する。
さらに開発したサイドバンド分離ミクサを国立天文台の12m電波望遠鏡に搭載し、COスペクトルの受信に成功した。ミリ波帯における導波管方式によるサイドバンド分離SISミクサでの観測は、本研究が世界初である。
150GHz帯(125〜163GHz)においても、雑音温度75K、サイドバンド比10dB以上の値の2SB受信機の開発に成功している。現在、230、345GHz帯については2SBマウント、500GHz帯においては導波管ハイブリッド等の設計、製作を完了し、特性評価を行う段階にある。これらの開発を完了した2SB受信機については、早期に電波望遠鏡への搭載を行い、観測の効率化をはかりたい。
上記開発と並行して、大質量星の形成の場である巨大分子雲中の高密度コアの探査に着手した。本年度は、活発な大質量星形成領域である「りゅうこつ座巨大分子雲」において、チリ・アタカマ砂漠に設置されている国立天文台ASTE望遠鏡を用いて、230GHz帯のCO輝線観測を行なった。これまでに、赤外線点源を伴わない高密度コアにおいて分子流天体を検出するなどの成果が得られつつある。

Research Products

• [Publications] Asayama, S.: "A Waveguide Band-Stop Filter as an Image Rejection Filter for Measurement of Stratospheric Ozone"Int.J.Infrared Millimeter Waves. 24. 1833-1839 (2003)
• [Publications] Xiao, K.: "An Experimental Study of Harmonic SIS Mixing at 205-235 GHz"IEEE Trans.Appl.Supercond.. 13. 3856-3861 (2003)
• [Publications] Asayama, S.: "An Integrated Sideband-Separating SIS Mixer Based on Waveguide Split Block for 100 GHz Band with 4.0-8.0 GHz IF"Int.J.Infrared Millimeter Waves. 25. 107-117 (2004)