APEX上的宽视场低分辨率光谱仪：仪器设计与科学展望
天体物理仪器与方法
2020-10-07 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
从现今到高红移再电离时期刻画宇宙的大尺度结构，对于约束宇宙学、恒星形成与再电离历史、测量宇宙气体含量以及更好地理解驱动星系形成与演化的物理过程至关重要。利用未分辨星系或气体云的综合发射，谱线强度映射（LIM）提供了一种测量结构宏观性质的新观测窗口。这一极具前景的技术促使学界规划LIM实验。我们描述了一种名为CONCERTO的大视场仪器的发展，该仪器在APEX 12米望远镜上工作于130-310 GHz频段。CONCERTO是一种基于集总元件动力学电感探测器（LEKID）技术的低分辨率光谱仪。光谱通过快速傅里叶变换光谱仪（FTS）获得，并耦合至基础温度0.1K的稀释制冷机。两个2千像素的LEKID阵列安装在制冷机内，其中还包含冷光学系统和前端电子学。我们详细介绍了导致该仪器概念的技术选择，以及仪器的设计与制造和探测器的初步实验室测试。我们还给出了CONCERTO灵敏度的最佳估计，并对CONCERTO的两个主要科学目标（即[CII]强度映射巡天与星系团观测）给出预测。我们提供了仪器设计的详细描述。基于与本研究组已有仪器（NIKA、NIKA2和KISS）的实际对比，以及实验室探测器表征，我们给出了CONCERTO在天空中的灵敏度估计。最后，我们详细描述了CONCERTO在APEX上可提供的主要科学目标中的两项。
引用
@article{arxiv.2007.14246,
title = {A wide field-of-view low-resolution spectrometer at APEX: instrument design and science forecast},
author = {The CONCERTO collaboration and P. Ade and M. Aravena and E. Barria and A. Beelen and A. Benoit and M. Béthermin and J. Bounmy and O. Bourrion and G. Bres and C. De Breuck and M. Calvo and Y. Cao and A. Catalano and F. -X. Désert and C. A Durán and A. Fasano and T. Fenouillet and J. Garcia and G. Garde and J. Goupy and C. Groppi and C. Hoarau and G. Lagache and J. -C. Lambert and J. -P. Leggeri and F. Levy-Bertrand and J. Macias-Perez and H. Mani and J. Marpaud and P. Mauskopf and A. Monfardini and G. Pisano and N. Ponthieu and L. Prieur and S. Roni and S. Roudier and D. Tourres and C. Tucker},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.14246},
year = {2020}
}
备注
Accepted for publication in Astronomy and Astrophysics