南極テラヘルツ干渉計 松尾 宏 Hiroshi Matsuo Advanced Technology Center, National Astronomical Observatory.

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1 南極テラヘルツ干渉計 松尾 宏 Hiroshi Matsuo Advanced Technology Center, National Astronomical Observatory

2 Closing the Far-IR Spatial Resolution Gap AKARI SOFIA Herschel SPICA THz gap Subaru ASTE Original from W.Wild

3 27 分角 34 分角観測視野の比較 ＳＣＵＢＡの視 野 1000 素子カメラの視 野口径 10m 鏡 @650GHz ＡＬＭＡの視野 @100GHz Suprime-Cam の視野

4 Probe of Distant Universe Interstellar DUST SMM observation of ULIRGs Hot Plasma Sunyaev-Zel ’ dovich Effect Heavy Metal Far-IR atomic lines

5 FIR atomic fine structure lines OI – 63.185  m4.745THz 5.0×10 5 cm -3 – 145.54  m2.060THz 1.5×10 5 cm -3 OIII 35.1eV – 51.815  m5.786THz 3.4×10 3 cm -3 – 88.356  m3.393THz 5.0×10 2 cm -3 NII 14.5eV – 121.80  m2.461THz 2.8×10 2 cm -3 – 205.30  m1.460THz 4.5×10 1 cm -3 NIII 29.6eV – 57.330  m5.229THz 3×10 3 cm -3 CII 11.3eV – 157.68  m1.901THz 2.7×10 3 cm -3

6 FIR SED of Starburst galaxies OI, OIII NII, NIII CII Fischer et al. (1999)

7 Carina Nebula by ISO LWS Mizutani, Onaka, Shibai. (2002) CII は相対的に弱い

8 1.2mm continuum and H  images Brooks et al. 2005 CO(3-2) 345GHz 40 ’ x40 ’ Keyhole Nebula & Carina Nebula Yamaguchi et al. 2003

9 [CII]158umMap & Hα N. Smith 2002  噴出速度 650km/s を 仮定すると～ 6000 年

10 [NII] 122μm [OIII] 88μm Map with FIS-FTS [NII] 122μm  ηCar 本星でピーク [OIII] 88μm  本星の北西でピーク 空間分解能 32”

11 [OIII]88μm 電離源 N. Smith et al 2004 Brooks et al 2000  [OIII] は [NII][CII] に比べて全体的 に 強い Keyhole O 型星 ηCar

12 南極高地でのサイト開発 Dome-A (China, Australia, USA, UK) – 650GHz radiometer (Pre-HEAT) – THz-FTS atmospheric measurement (2010-) – Kunlun( 昆仑 ) station 2011-2015 plan – 3x50cm optical telescope, 5-m THz telescope Dome-F (Japan) – IR telescope (Tohoku U.) – THz telescope (Tsukuba U.) Dome-C (Italia, France) – THz telescope at Concordia station – Brain bolometric interferometer experiment

13 [OIII] 88um[OIII] 52um[OI] 145um[OI] 63um[CII] 158um [NII] 122um [NIII] 57um[NII] 205um 3.4 THz5.8 THz

14 FIR atomic fine structure lines OIgoodmedian – 63.185  m4.745THz×0%0% – 145.54  m2.060THz △ 4%0% OIII – 51.815  m5.786THz ○ 15%1.5% – 88.356  m3.393THz ○ 12%1.5% NII – 121.80  m2.461THz×0%0% – 205.30  m1.460THz ○ 35%15% NIII – 57.330  m5.229THz △ 2%0% CII – 157.68  m1.901THz △ 3%0%

15 Observing sensitivity NEFD(Noise Equivalent Flux Density) Heterodyne receivers Direct detectors

16 Comparison of Sensitivity direct (red) vs. heterodyne (blue)

17 南極遠赤外線干渉計 ハーシェル望遠鏡（口径 3.5m ）の分解能を超 える遠赤外線観測を実現する。 仕様 – 口径 1m 以上 – 基線 10m 以上 – 波長域 30  m-2mm – 焦点面アレイにより広視野観測を実現する 観測対象 – 原始惑星系円盤の中間赤外線高分解能観測 – 系外銀河の星形成領域の遠赤外線分光観測 – サブミリ波銀河の高分解能観測 – 銀河団プラズマの高分解能 SZ 効果観測

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19 by QJY

20 OIII 観測の魅力 大質量星形成領域の詳細観測 – UV 放射強度および電子密度 遠方宇宙の大質量星形成領域のプロー ブ – z > 6 では ALMA による観測が可能 宇宙再電離の解明 まずは、南極テラヘルツ干渉計から始めよ う！

21 Space THz Interferometer The Road Map AKARI SPICA Millimetron FIRI ESPRIT SPIRIT Spitzer SPECS Herschel