ソフトウェアー電波分光計の開拓

• 研究課題/領域番号: 17654042
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 中井 直正 筑波大学, 大学院数理物質科学研究科, 教授 (80192665)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円); 2006年度: 500千円 (直接経費: 500千円); 2005年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
• キーワード: 宇宙物理学 / 電波天文学 / 電波分光計 / サブミリ波 / 銀河 / デジタル処理 / フーリエ変換

研究概要

今後の電波天文学で発展するサブミリ・テラヘルツ波帯では、ミリ波帯に比べて同じ速度幅を観測するのに観測周波数に比例した広い周波数帯域幅を同時観測できる電波分光計が必要である。また単一鏡で主流となりつつあるマルチビーム受信機を用いた観測では性能のそろった多数の電波分光計を必要とする。このような電波分光計では性能が安定且つ一定性能が要求される。そのため近年の電波分光計はデジタル分光計が主流となりつつある。しかしデジタル分光計は1種の専用計算機のようなものなので、従来は専用のLSIを組んでハード的に開発・製造を行っていた。しかし開発費が非常に高いこと、製造ラインは数年で廃棄されてしまうこと、分光点数などの性能に自由度が少ないことなどの問題があった。そこで本研究では、市販コンピユータの最近の急激な性能向上に着目して、ソフトウェアーで自由度の高い電波分光計を安価に開発した。
受信機からの出力を1024MHzの高速時間サンプリングした観測データを2bitsでA/D変換し、データキャプチャーボードで32bits変換したあと市販パソコンに取り込む。パソコンの中でデータに窓関数をかけたあと高速フーリエ変換し、結果を2乗することによってパワースペクトルを得る電波分光計を実現した。周波数帯域幅は最大512MHzであり、分光点数は可変である。またこのソフトウェアー電波分光計を実際に望遠鏡に接続して天体を観測し、正しい電波強度が得られることも確認した。これによって、市販パソコンを用いたソフトウェアーデジタル分光計を開発することができた。

研究成果

• [雑誌論文] Environmental Effects on Gaseous Disks of the Virgo Spiral Galaxies (2006)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, H., Nakai, N., et al.
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 651 ページ: 804-810
• [雑誌論文] Detection of the Velocity Drift of High-Velocity Water Maser Features of a LINER NGC 4258 : Evidence of a Spiral Maser Disk (2005)
  • 著者名/発表者名: Yamauchi, A., Sato, N., Hirota, A., Nakai, N.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 57 ページ: 861-861
  • NAID: 10023938688
• [雑誌論文] Extremely High-Velocity Gas in the Galaxy Arp 220, Revealed with Ammonia Absorption Lines (2005)
  • 著者名/発表者名: Takano, S., Nakanishi, K., Nakai, N., Takano, T.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 57
  • NAID: 10023938123
• [雑誌論文] Water-Vapor Maser Survey for Active Galactic Nuclei : A Megamaser in NGC 6926 (2005)
  • 著者名/発表者名: Sato, N., Yamauchi, A., Ishihara, Y., Sorai, K., Kuno, N., Nakai, N., Balasubramanyam, R., Hall, P.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 57 ページ: 587-587
  • NAID: 10023937714
• [雑誌論文] High Angular Resolution Observations of the (J,K)=(1,1),(2,2), and (3,3) Transitions of Ammonia in NGC 253 (2005)
  • 著者名/発表者名: Takano, S., Hofner, P., Winnewisser, G., Nakai, N., Kawaguchi, K.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 57 ページ: 549-549
  • NAID: 10023937550
• [雑誌論文] Nobeyama Millimeter Array Observations of GRB 030329 : a Decay of Afterglow with Bumps and Molecular Gas in the Host Galaxy (2005)
  • 著者名/発表者名: Kohno, K., et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 57 ページ: 147-147
• [雑誌論文] Emergence of a Narrow H_2O Maser Feature in NGC 1052 (2005)
  • 著者名/発表者名: Kameno, S., Nakai, N., Sawada- Satoh, S., Sato, N., Haba, A.
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 620 ページ: 145-145