インターネットを使って全世界の電波望遠鏡をひとつに合成

～ 2009年世界天文年記念イベント～

2009年1月9日

独立行政法人情報通信研究機構(以下「NICT」という。理事長：宮原秀夫)は欧州VLBI連合研究機構（JIVE：Joint Institute for VLBI in Europe）、豪州連邦科学産業研究機構（ATNF：Australia Telescope National Facility）、中国科学院などと協力し、高速ネットワークを使って地球規模の電波望遠鏡を合成し電波天文観測を行うイベントに参加します。これは、高速ネットワーク技術を活用して、全世界の電波望遠鏡を結合する実験として世界最大規模のものであり、2009年世界天文年を記念して1月15日（木）にパリで開催されるオープニングセレモニーにおいて、そのデモンストレーションが行われる予定です。

NICTは、高速ネットワーク技術を活用し、遠隔地の複数の電波望遠鏡を結合して巨大な仮想的電波望遠鏡を構成する技術(e-VLBI)の開発を進めています。この技術は、宇宙の電波源を極めて高い分解能で観測することを可能とし、電波天文学や宇宙工学の他、大陸の移動を計測する測地学などの分野でも活用されています。

2009年1月15日（木）～16日（金）に、2009年世界天文年の記念行事として、大規模なe-VLBI観測が予定されています。これは、欧州のVLBI研究機関であるJIVEの呼びかけで、欧州各国（イギリス、イタリア、ドイツ、スウェーデン、フィンランド、オランダ、ポーランド）の電波望遠鏡だけでなく、米国、豪州、チリ、中国、日本の電波望遠鏡も参加して国際共同観測を行うものであり、史上最大規模の国際e-VLBI観測となります。日本からは、NICT鹿島34ｍパラボラアンテナが参加し、NICTが開発したディスク記録型VLBI観測システム（K5）を使って、アンテナで観測したデータがそのまま、高速テストベッドネットワークJGN2plusを通して高速のデータレートでオランダに伝送され、リアルタイムに処理される予定です。

NICTの開発したディスク記録型VLBI観測システム（K5）は、海外の観測システムとも高い互換性を持っており、今回の共同観測が実現しました。この観測の様子は、1月15日（木）にパリで開催される2009年世界天文年記念のオープニングセレモニーにおいて、紹介される予定です。

用語解説

e-VLBI (e-Very Long Baseline Interferometry)

VLBI(超長基線電波干渉計)は、宇宙からの電波を地上の複数のパラボラアンテナ（電波望遠鏡）で受信し、それぞれのアンテナで受信された信号を合成することで、2つのパラボラアンテナ（電波望遠鏡）への信号の到達時間差などを測定し、パラボラアンテナ・電波望遠鏡間の距離を精密に計測することや、電波源の天球上の位置を精密に計測することができる技術です。VLBI観測では大量のデータを記録・処理する必要があり、従来、磁気テープに記録を行いデータ処理局（相関処理局）に輸送・処理していましたが、現在では超高速インターネットを利用して、データを受信すると同時に相関局に送り、データ処理する技術(e-VLBI)が盛んに研究されています。

e-VLBI技術は、高速ネットワークを使って大量のデータを一箇所に集めることができるという利点の他に、観測データをソフトウェアで処理できる柔軟性に優れており、各国の研究機関の間のデータ取得装置の互換性の問題が改善されたことで、国際間の協力が大幅に加速されました。また、従来のハードウェアでは処理できなかった複雑な処理や高い周波数分解能での処理などが可能となります。

2009 年世界天文年

2009年はガリレオ・ガリレイが望遠鏡を作って初めて宇宙を観測した1609年から400年目の節目となる年を記念して、国際天文学連合、ユネスコ総会、2007年国連総会決議を経て世界天文年と定められました。宇宙への関心を高めてもらうことを目的として、135の国々と地域が参加し、1年間を通して世界各地で天文学に関するイベントなどが開催されます。日本国内でも「世界天文年2009日本委員会」が設置され、研究機関、大学、各地の公開天文台やプラネタリウム協会などがさまざまな企画を準備しています。
(世界天文年ホームページ： http://www.astronomy2009.org/)
(世界天文年2009日本委員会ホームページ：http://www.astronomy2009.jp/)

史上最大規模の国際e-VLBI 観測

下図(JIVE Paul Boven氏による)は、2009年世界天文年を記念して、1月15日（木）に実施される国際的なe-VLBI観測に参加する観測局のマップです。高速ネットワークに接続された全世界のパラボラアンテナ（電波望遠鏡）の多くが参加し、e-VLBI観測としては史上最大規模の国際共同観測となります。映画「コンタクト」などで一般にも知られているプエルトリコの直径305ｍの電波望遠鏡アレシボなど、世界各国の主要な電波望遠鏡が参加します。日本からはNICT鹿島の34ｍアンテナが、NICTで開発したK5/VSI型のデータ取得装置を使って参加する予定です。日本時間1月15日18時から16日23時まで世界の電波望遠鏡が、おひつじ座の方向にある天体J0204+1514（赤経：2時4分50.4秒赤緯：15度14分11.0秒）を観測する予定です。

ディスク記録型VLBI 観測システム（K5）

NICTは世界に先駆けてVLBIデータをPC(Personal Computer)に取り込む観測システムの開発を行ってきました。その一環として開発したADS-2000は最大2048Mbpsの記録レートが可能で海外の観測システムと高い互換性があります。データ取得にはNICTの開発したPC-VSIボードを使用してデータをPCに取得し、ハードディスクに記録できるほか、ネットワークを通してリアルタイムにデータを送る事ができます。今回の世界天文年を記念した国際共同観測では、これらのシステムを使って鹿島の34ｍ口径電波望遠鏡で取得したデータをリアルタイムに、オランダの相関処理センターに伝送します。

PCに装着してデータを記録するK5/VSIのデータ取得ボードPC-VSI(写真上)
海外の観測システムと互換性の高いK5/VSIのデータサンプラADS-2000(写真下)

高速テストベッドネットワークJGN2plus

NICTは、新世代ネットワークの実現に向けた研究開発を目的としてテストベッドネットワークJGN2plusを運用しており、日本国内の大学、研究機関、自治体に高速ネットワーク環境を提供しています。東京から米国には10Gbpsの回線が延びており、NICT鹿島が参加するヨーロッパとのe-VLBI観測にはこの米国経由の回線が使用されます。