On the use of CHIME to detect long-duration radio transients from neutron star megers

关于使用 CHIME 检测中子星兆赫仪的长持续时间射电瞬变

• 批准号: 22KJ0573
• 负责人: 鹿内 みのり
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0573/
• 关键词: 連星中性子星合体; ショートガンマ線バースト; 電波観測

本年度は、CHIMEのデータの取り扱いについて学びながら、データ内のエイリアシングを取り除くコードを作成した。ここでいう『データ』は、明るさの全天分布（マップ）を指す。我々の先行研究である、CHIMEによるショートガンマ線バーストからの残光の観測可能性を見積もる際、単純なノイズモデルを仮定していた。しかし、実際のデータを見ていくと、多様な特徴が見られることが分かった。特にエイリアシングは、日本語では『折返し雑音』とも呼ばれ、サンプリング周波数よりも高周波な成分が含まれている際に生じる現象である。全天マップ上に見られるエイリアスは実際の天体と同じ光度を持ち、実際の天体が明るければエイリアスによる影響が大きくなる。また、エイリアスの位置は周波数ごとに異なり南北方向に動きうるため、この内のいくつかの周波数データを用いてデータを平均する際に問題となる。電波観測では、テレビや携帯電話といった人間の活動に起因する電波信号による干渉の影響が無視できない。人工物による影響が大きい周波数に関しては、その周波数データを解析に用いることができない。日々、どの周波数のデータが捨て去られるかは変化する。ゆえに、データを平均する際に、ある日にはAという周波数成分が用いられるが、別の日にはその成分は用いられないということが起きうる。そこで、Aの周波数成分でエイリアスが生じていた位置に注目すると、Aのデータが含まれた際と含まれない場合で平均化した後の明るさは異なる。以上から、エイリアスが存在するピクセル上で探査対象の残光のように明るさが時間変動する様子が見られる可能性があり、偽陽性の原因となり得る。エイリアシングを除去するために、線型回帰モデルを元に構築したフィルターを全天マップに適用した。これにより、エイリアスの光度を実際の光源の光度の数パーセント未満まで明るさを減らすことができた。

今年，在了解如何处理 CHIME 数据的同时，我们创建了代码来删除数据中的别名。这里的“数据”是指整个天空的亮度分布（图）。在我们之前的研究中，我们在估计 CHIME 短伽马射线暴余辉的可观测性时假设了一个简单的噪声模型。然而，当我们查看实际数据时，我们发现存在多种特征。特别是，混叠在日语中也称为“混叠噪声”，是当包含比采样频率更高的频率成分时发生的现象。全天图上看到的别名与实际天体的光度相同，实际天体越亮，别名的影响就越大。此外，每个频率的混叠位置都不同，并且可以在南北方向上移动，这在使用这些频率数据中的一些对数据进行平均时会产生问题。在观测无线电波时，电视、手机等人类活动产生的无线电信号干扰的影响不容忽视。对于受伪影影响较大的频率，频率数据不能用于分析。被丢弃的频率数据每天都在变化。因此，当对数据进行平均时，可以在某一天使用频率分量A，但在另一天则不能使用频率分量A。因此，如果关注A的频率成分中发生混叠的位置，则在包含A的数据和不包含A的数据时，平均后的亮度是不同的。综上所述，存在混叠的像素上的亮度可能会随着时间的推移而变化，例如探索目标的余辉，这可能会导致误报。为了消除混叠，将基于线性回归模型构建的滤波器应用于全天空图。这使得别名的亮度降低到实际光源亮度的百分之几以下。

项目成果

On the Use of CHIME to Detect Long-duration Radio Transients from Neutron Star Mergers

关于使用 CHIME 探测中子星合并产生的长时间射电瞬变

• DOI: 10.3847/1538-4357/ac540d
• 发表时间: 2022
• 作者: Shikauchi Minori;Cannon Kipp;Lin Haoxiang;Totani Tomonori;Shaw J. Richard
• 通讯作者: Shaw J. Richard

Prospect for a Blind sGRB Afterglow Search with CHIME

利用 CHIME 进行盲 sGRB 余辉搜索的前景

• 发表时间: 2022
• 作者: Shikauchi; M.; Cannon; K.; Lin; H.; Totani; T.; Shaw; J. R.; CHIME Collaboration
• 通讯作者: CHIME Collaboration