The study of Galactic radio nebulae with the Australian Square Kilometre Array Pathfinder

使用澳大利亚方形公里阵探路者对银河射电星云进行的研究

• 批准号: RGPIN-2020-04853
• 负责人: Kothes, Roland
• 金额: $ 2.04万
• 依托单位: University of Alberta
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Discovery Grants Program - Individual
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2022-01-01 至 2023-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=762509
• 关键词: study; Galactic; radio; nebulae; Australian

In the lead-up to the highly anticipated Square Kilometre Array (SKA), several next generation radio telescopes are being built around the world. One of them is the Australian SKA Pathfinder (ASKAP). ASKAP is a radio interferometer located in Western Australia. It is equipped with newly developed focal plane arrays, which makes ASKAP the fastest survey radio telescopes in the world. ASKAP is currently in its commissioning and Early Science phase. A deep radio continuum survey, which will cover the entire southern sky, is planned on ASKAP. The Evolutionary Map of the Universe (EMU) in combination with the Polarization Sky Survey of the Universe's Magnetism (POSSUM) will observe a 300 MHz wide band centred at 950 MHz with full Stokes parameters. The primary objective of EMU is to understand the formation and evolution of galaxies over Cosmic time. Since EMU and POSSUM cover a large portion of the plane of our Galaxy, a Galactic Key Science project of EMU was formed of which I am the chair. The main goal of this Key Science project is to create a sensitive and complete atlas of discrete radio nebulae and analyse their properties. I am the principal investigator of an early science project (ESP9) which is scheduled for the second phase of EMU early science. The target is an area of the Galactic plane centred at Galactic longitude of 328 degrees. In early science, ASKAP observes the same area of the sky at three separate 300 MHz wide bands, covering most of the frequency range between 700 and 1800 MHz. This will give us the opportunity to study the objectives of full EMU in much more detail. The wide frequency range will enable us to develop techniques to separate Galactic from extragalactic sources and methods for the identification of Galactic nebulae with radio spectral and polarization properties. We can develop extraction software for diffuse, extended nebulae and test models for their analysis. The high sensitivity and resolution of EMU allows complete access to all stages of photo--ionized regions around massive stars. In particular, the optically thick hyper-compact kind that represents an early evolutionary phase when a massive star just "turned on" is poorly understood. We can detect and study the youngest, most compact supernova remnants (SNRs) and pulsar wind nebulae (PWNe) and find a solution to the missing SNR problem. We expect to increase the number of known radio planetary nebulae (PN) in this part of our Galaxy by a factor of 20. PNe are important for studies of the chemical, atomic, molecular and solid-state galactic ISM enrichment, giving us insight into the late evolutionary stages of low-mass stars. In addition POSSUM will produce a rotation measure (RM) catalogue of unprecedented size for compact polarized extragalactic sources. This dataset will provide a high resolution RM grid, which will open the door to study magnetic fields on all scales from the large--scale Galactic magnetic field to the most compact radio nebulae.

在备受期待的平方公里阵列（SKA）之前，世界各地正在建造几台下一代射电望远镜。其中之一是澳大利亚SKA探路者（ASKAP）。ASKAP是位于西澳大利亚州的射电干涉仪。它配备了新开发的焦平面阵列，这使得ASKAP成为世界上最快的巡天射电望远镜。ASKAP目前处于调试和早期科学阶段。计划在ASKAP上进行一次覆盖整个南部天空的深层无线电连续测量，宇宙演化图（EMU）与宇宙磁性极化巡天（POSSUM）相结合，将观测到一个中心在950兆赫的300兆赫宽带，具有完整的斯托克斯参数。EMU的主要目标是了解宇宙时间内星系的形成和演化。由于EMU和POSSUM覆盖了我们银河系平面的很大一部分，因此形成了EMU的银河系关键科学项目，我是该项目的主席。这个关键科学项目的主要目标是创建一个敏感和完整的离散射电星云图集，并分析它们的特性。我是早期科学项目（ESP9）的首席研究员，该项目计划在EMU早期科学的第二阶段进行。目标是以银河经度328度为中心的银河平面区域。在早期的科学中，ASKAP在三个独立的300 MHz宽带上观察天空的同一区域，覆盖700至1800 MHz之间的大部分频率范围。这将使我们有机会更详细地研究欧洲货币联盟的目标。宽的频率范围将使我们能够开发技术，从河外来源和银河系星云的无线电频谱和偏振特性的识别方法，银河系。我们可以开发扩散、扩展星云的提取软件和用于分析的测试模型。EMU的高灵敏度和分辨率允许完全访问大质量恒星周围的所有阶段的光电离区域。特别是，我们对光学厚的超致密类型的恒星还知之甚少，它代表了大质量星星刚刚“开启”时的早期演化阶段。我们可以探测和研究最年轻、最致密的超新星遗迹（SNRs）和脉冲星风星云（PWNe），并找到解决SNR缺失问题的方法。我们希望将银河系这一部分已知的射电行星状星云（PN）数量增加20倍。PNe对研究化学、原子、分子和固态星系ISM富集有重要意义，使我们了解低质量恒星的晚期演化阶段。此外，POSSUM还将产生一个空前规模的致密极化河外源自转测量（RM）星表。这个数据集将提供一个高分辨率的RM网格，这将打开大门，研究从大尺度银河磁场到最紧凑的射电星云的所有尺度的磁场。