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

在备受期待的澳大利亚新一代射电望远镜千米阵列望远镜(SKA)的筹备工作中，全球各地正在建设几台新一代射电望远镜，其中之一是澳大利亚SKA探路者望远镜(ASKAP)。ASKAP是一种位于澳大利亚西部的全球射电望远镜干涉仪。它还配备了最新研发的全球焦平面阵列，这使得ASKAP成为世界上对射电望远镜进行最快测量的国家。ASKAP目前正处于调试阶段和早期的科学研究阶段。计划在ASKAP上进行一次更深层次的无线电连续谱测量，它将覆盖整个南部天空。此外，宇宙进化地图(EMU)与宇宙地磁(POSSUM)的偏振天空测量(POSSUM)相结合，将观测到以10950 MHz为中心的约300 MHz的宽带，并具有完整的斯托克斯参数。动车组的首要目标是了解星系在宇宙时间内的形成和演化。自从动车组和负鼠覆盖了我们整个银河系的大部分空间，就形成了动车组的银河核心科学研究项目，其中我是首席主席。开展这一重大科学研究项目的主要目标是创建一个高度敏感的星云，并建立一个离散的射电星云的完整图集，并对它们的性质进行分析。我是一个早期科学研究项目(ESP9)的首席研究员，该项目计划用于动车组早期科学第二阶段的研究。目标区域是以银河系东经328度为中心的银河系平面的一大片区域。在早期的地球科学中，ASKAP在三个独立的300兆赫宽带上观测到相同的天空区域，覆盖了700兆赫到11800兆赫之间的大部分频率范围。这也将使我们有机会更详细地研究完整动车组的目标。更宽的频率范围将使我们能够开发出将银河系和河外源分开的技术，以及利用射电光谱和偏振特性识别银河系星云的方法。我们可以开发用于漫射星云和扩展星云的提取和软件，并测试用于分析它们的模型。动车组极高的灵敏度和分辨率使其能够完全进入大质量恒星周围的光电离区域的所有阶段。特别是，光学厚度极厚的超致密类型，它代表了一个早期的进化阶段，当时一颗大质量的恒星刚刚“开启”，人们对它知之甚少。我们还可以探测和研究最年轻、最致密的超新星遗迹(SNR)和脉冲星风星云(PWNe)，并找到丢失SNR问题的解决方案。我们预计将我们银河系这一部分已知的射电行星星云(Pn)的数量增加20倍。PNE对于研究化学、原子、分子和固态星系ISM浓缩非常重要，让我们深入了解低质量恒星的晚期演化阶段。此外，POSSUM还将为致密极化的河外源制作一个前所未有大小的自转测量(RM)星表。这个数据集将提供一个高分辨率的RM网格，它将打开大门，研究从大型银河系磁场到最致密的射电星云等所有尺度的磁场。

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.