ALMA相位校正——水汽辐射计缩放因子研究：长基线科学验证数据案例
天体物理仪器与方法
2017-09-20 v1
摘要
阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列(ALMA)利用水汽辐射计(WVR)监测每架天线上方视线方向的183 GHz大气水汽谱线，以校正对流层湿分量引入的相位延迟。应用基于WVR导出的相位校正改善了图像质量，并使得在经典上边缘或较差的天气条件下进行成功观测成为可能。我们提出的工作表明，对WVR解应用一个缩放因子可进一步改善ALMA数据的相位稳定性和图像质量。我们发现，在长基线科学验证活动的75个数据集中，有62个在应用WVR缩放因子后相位噪声统计降低。相位噪声的改善转化为39个数据集中预期的相干性改善。在对带通源成像时，我们发现39个数据集中的33个在信噪比(S/N)上显示出从百分之几到约30%的改善。有23个数据集的科学图像S/N得到改善：6个改善<1%，11个在1%至5%之间，6个超过5%。所研究的高频（波段6和波段7）是改善最多的，特别是那些可降水量(PWV)低（<1mm）的数据集，其中湿分量的主导性降低。尽管这些改善并不显著，但通过WVR缩放因子实现的相位稳定性改善对于更高频率(>450 GHz)和长基线(>5km)观测非常重要。这些观测本身相位稳定性较差，且在低PWV(<1mm)条件下进行，我们发现缩放最为有效。对于缩放因子的一个有前景的解释是干空气和湿空气成分的混合，尽管也讨论了其他起源。我们编写了一个python代码，以使ALMA用户能够进行WVR缩放测试并改进其数据。
引用
@article{arxiv.1707.03506,
title = {Phase correction for ALMA - Investigating water vapour radiometer scaling:The long-baseline science verification data case study},
author = {L. T. Maud and R. P. J. Tilanus and T. A. van Kempen and M. R. Hogerheijde and M. Schmalzl and I. Yoon and Y. Contreras and M. C. Toribio and Y. Asaki and W. R. F. Dent and E. Fomalont and S. Matsushita},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.03506},
year = {2017}
}
备注
27 pages, 11 figures, 5 tables - Accepted to A&A