Proposte per la strumentazione futura
di SRT ed applicazioni astronomiche
Luca Olmi
INAF – Istituto di Radioastronomia
Ricevitori per la
banda a 3mm
La banda a 3mm e' astronomicamente
molto importante. Processi d'emissione:
termici, non termici, maser, continuo.
- Eterodina e/o continuo?
- Singolo pixel e/o array?
Ricevitori per la
banda a 3mm
-
Priorita' scientifiche
Progressi durante i prossimi ~5 anni
Caratteristiche dell'antenna
Caratteristiche del sito
Disponibilita' amplificatori
Finanziamenti
Know-how e personale tecnico
UsoDiam.
efficiente
[m] D/ [x10 ]
JCMT dell'antenna
15
6
Antenna
rms
5
IRAM
3.8 l'elevata
Sfruttare
la grande area30
collettrice e quindi
sensibilita' a sorgenti puntiformi.
NRO
45
1.9
LMT
50
6.7
SRT
64
2.9
Usare al massimo il piano focale  focal plane array
L'investimento in un array di ricevitori e' giustificato solo per
GBT
100
l'osservazione di sorgenti estese
oppure
3.3
per “blind-surveys”.
Applicazioni astronomiche:
array eterodina
-
Sistema solare (comete)
ISM e LM SFRs (astrochimica, infall, ...)
Hot cores e HM SFRs
LMS e dischi di accrescimento
Late type stars (IRC+10216...)
Masers (OH, SiO, CH3OH,...)
Sorgenti extragalattiche: galassie, clusters,
starbursts, mergers,....
- Galassie ad alto redshift
Applicazioni astronomiche:
array bolometrici
-
Sistema solare (comete, asteroidi)
ISM e LM SFRs
HM SFRs
PMS stars e Low Mass Proto-Stars
Debris disks and physics of dust (?)
Nearby stars (giants, supergiants, AGB-stars,..)
Sorgenti extragalattiche: galassie, clusters,
starbursts, mergers,....
- Galassie ad alto redshift
FCRAO
SRT
SEQUOIA
Array operanti a 3mm
Antenna
LMT-50m
NRO-45m
GBT-105m
Antenna
GBT-105m
Array eterodina
2 moduli 4x4
5x5
~32
BEARS
Tecnologia
MMIC
SIS
MMIC
Array bolometrici
8x8
Tecnologia
TES
Array a 3mm su SRT:
competitivi?
- Campo di vista di SRT
- Caratteristiche dell'antenna
- Caratteristiche del sito

SNR & MAPPING-SPEED
SRT@95% peak gain
≈ 2 arcmin ≈ 10 beams
SRT@90% peak gain
≈ 2.8 arcmin ≈ 15 beams
GREG@95% peak gain
12.3 arcmin ≈ 64 beams
Sensibilita' nel continuo
Antenna
JCMT
IRAM
LMT
SRT
GBT
Diametro [m]
15
30
50
64
100
Tdust=15 K
s=1 arcsec
=2
Altitudine [m]
4000
2700
4600
600
800
m
0,85
1,2
1,2
3
3
SNR (5min)
3,6
3,9
10,2
1,7
2
Dipendono in modo
critico da rms
Mapping-speed bolom. a 3mm
Antenna
Diametro [m]
Array
tlim [s]
SRT
GBT
GBT
64
100
100
5x5
8x8
1000
6,7
4,8
4,8
Flim=1mJy
tlim=(NEFD/Flim)2
Vmap=Winst/tlim
Mapping Speed
[arcmin2/s]
0,16
0,16
2,5
Mapping-speed in riga a 3mm
Antenna
LMT
SRT
SRT
SRT
GBT
Diametro [m]
50
64
64
64
100
10'x10' region
T=0.1 K
=0.25 Mhz
Pos. Switch
Stessi param. Rx
Altitudine [m]
4600
600
600
600
800
Array
Tempo [hr]
2 moduli 4x4
0,6
3x3
8,9
4x4
5
5x5
3,2
2 moduli 4x4
7,8
Dipendono in modo
critico da rms
Conclusioni
SRT ha un campo di vista limitato rispetto alle
configurazioni Cassegrain e Gregoriane classiche

 Cio’ potrebbe limitare lo sviluppo di array
bolometrici a grande FOV
 NON limita lo sviluppo di array eterodina
Conclusioni
SRT ha una sensibilita’ nel continuo non molto
dissimile da quella del GBT

 massima accuratezza superfici essenziale
 caratterizzare sito
Conclusioni
 Sistema ottimizzato per sorgenti puntiformi:
Rx
a
pseudo-correlazione
o
continuouscomparison (HFET, Bist~5-10 GHz, doublebeam, double-polarization) in lower 3mm band.
 Focal plane array (eterodina):
4x4 o meglio ancora 5x5 (MMIC)
0.2 pc
Different
molecules
trace
different
volumes
of
molecular gas and dust.
Chemical
evolution
physical excitation?
or
Hot-core
UC H II
a few HCs contain UC HIIs!  OB stars