7.2 Tecniche di Mappatura

Ogni volta che l'emissione di interesse coinvolge un'area di estensione superiore al beam dell'antenna, è necessario ricorrere a più puntamenti successivi al fine di coprire l'area che si vuole studiare.

Per campionare correttamente una sorgente lungo una direzione occorre una distanza tra i singoli puntamenti data dalla formula di Nyquist :

E' prassi comune esprimere il campionamento in frazioni di beam :

L'antenna di Medicina offre principalmente due tecniche di mappatura :

In questa modalità si utilizzano puntamenti discreti adiacenti (modalità "point and shoot") durante i quali l'antenna si ferma per il tempo di esposizione necessario.

Il tempo necessario a coprire una mappa di area A, considerando il solo tempo speso sulla sorgente, con un elemento monofeed, è stimabile con la seguente :

N_p = numero di puntamenti necessari

t_esp = tempo di una singola esposizione (funzione della sensibilità desiderata).

Si è approssimato il campionamento di Nyquist con uno spostamento di ½ beam in due direzioni (verticale e orizzontale).

Poichè alla tecnica di mappatura viene associata una tecnica ON-OFF, il tempo totale per condurre una survey vale :

t_sh = tempo totale di spostamento dell'antenna (in caso di Position Swiching) o dello specchio secondario (in caso di Wobbling)

La scansione può essere condotta nel modo ritenuto più opportuno, tipicamente si scansionano alternativamente due direzioni perpendicolari tra di loro ("cross-scan").

La tecnica di mappatura “On-The-Fly” consiste nell’acquisire i dati in modo continuo mentre l’antenna si sposta a velocità costante lungo la sorgente, tipicamente con percorsi a “righe” o “colonne”.

I dati acquisiti (“OTF dumps”) sono integrati secondo il campionamento indicato dall'utente (il tempo minimo è di 1 ms). Tra due campioni successivi vi è una escursione di pochi arcsec (a seconda della velocità dell’antenna) lungo la scansione. Per ottenere sensibilità apprezzabili occorre ripercorrere più volte gli stessi punti, preferibilmente lungo direzioni diverse.

Il tempo speso sulla sorgente è pari a:

t_d = tempo di acquisizione dei dati

N_d = numero di dumps (funzione della sensibilità desiderata).

Il rispetto del criterio di Nyquist lungo la direzione della scansione è garantito nel momento in cui al tempo di acquisizione dati corrisponde un'escursione dell'antenna pari o inferiore alla distanza ideale per il campionamento.

La distanza tra le "righe" o le "colonne" dovrà poi essere anch'essa coerente con il criterio di Nyquist.

La tecnica On-The-Fly è caratterizzata da tempi di scansione molto brevi ed è dunque ottimale dal punto di vista dell'influenza delle fluttuazioni atmosferiche, è comunque necessario ricorrere a una tecnica ON-OFF dove il riferimento OFF è in genere il punto iniziale di ogni riga. Nel caso di una mappa spettroscopica di forma quadrata il tempo totale necessario all'osservazione è stimabile con le seguenti :

L'antenna di Medicina offre la possibilità di scnasionare in On-The-Fly una mappa definita in AR/Dec, Az/El o GLon/GLat con velocità massima di scansione pari a 15 °/m.

Novità: per le osservazioni nel continuo (in modalità ON-OFF, OTF cross-scan, OTF map e raster map) è ora disponibile un Exposure Time Calculator.