ALMA alcanza máxima resolución angular para observar el Universo
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ALMA alcanza máxima resolución angular para observar el Universo

15 Noviembre, 2023 / Tiempo de lectura: 9 minutes

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ha demostrado una vez más su capacidad incomparable para ampliar los límites de la observación astronómica. Un equipo internacional compuesto por expertos en astronomía e ingeniería logró una resolución extraordinaria de 5 milisegundos de arco, utilizando el receptor de frecuencia más alta de ALMA - Banda 10- y la configuración más amplia posible del conjunto de antenas que las aleja hasta por 16 kilómetros. Esto demuestra que se puede utilizar ALMA para observar objetos con un nivel de detalle equivalente a ver un autobús de 10 metros de largo en la Luna.

Esta innovadora capacidad permitió al equipo capturar detalles sin precedentes de un máser[1] alrededor de una estrella evolucionada dentro de la Vía Láctea. Las observaciones utilizaron una técnica llamada Banda-a-banda (B2B) que mejora significativamente las capacidades de alta frecuencia de ALMA.

John Carpenter, científico del Observatorio, compartió su entusiasmo por la exitosa operación: "Es muy emocionante demostrar la viabilidad técnica y el potencial científico de las observaciones de alta frecuencia en las configuraciones con las antenas más alejadas de ALMA".

Antonio Hales, Subgerente del Centro Regional Norteamericano de ALMA y parte del equipo científico reflexionó sobre las implicancias de este resultado: "Lograr esta resolución incomparable a través del método Banda-a-banda ha llevado las capacidades de ALMA a su límite absoluto, abriendo una nueva ventana para la astrofísica. Esto permitirá a la comunidad astronómica investigar fenómenos con una precisión que antes estaba fuera de nuestro alcance".

Yoshiharu Asaki, el astrónomo de ALMA que dirigió este proyecto, destacó el esfuerzo de colaboración: "Este notable logro en imágenes de alta resolución a través de las capacidades avanzadas de ALMA marca un hito importante en nuestra búsqueda por comprender el Universo. El éxito logrado  al observar con alta resolución en banda 10 muestra nuestro compromiso con la innovación y refuerza la posición de ALMA como líder en descubrimientos astronómicos. Estamos muy entusiasmados con las nuevas posibilidades para la comunidad científica".

“Estas observaciones, que muestran la resolución más alta que ALMA puede alcanzar, son un gran ejemplo de lo que se puede lograr con el arduo trabajo  de la colaboración internacional, incluidas las muchas personas detrás de escena”, celebra Luke Maud, científico del Centro Regional Europeo de ALMA , quien también fue parte de este proyecto, e investigador principal en un documento técnico precursor. Luke añade que “el modo Banda-a-banda  sienta las bases para una nueva era de descubrimientos”.

Estas observaciones representan un paso fundamental en la radioastronomía y son evidencia de que la colaboración internacional hace posibles tales avances científicos. "Seguimos avanzando en las capacidades de ALMA para desvelar los misterios del Cosmos, ahora con una visión más aguda que nunca", concluyó Carpenter.

Información adicional

Los resultados de esta investigación aparecieron en “Campaña de línea de base larga de alta frecuencia de ALMA en 2021: imágenes de ondas submilimétricas de mayor resolución angular para la estrella R Lep rica en carbono” por Y. Asaki et al., publicado en Astrophysical Journal el 15 de noviembre de 2023. (DOI:10.3847/1538-4357/acf619).

El trabajo técnico precursor se tituló: “Campaña de línea de base larga de alta frecuencia de ALMA en 2019: Observaciones dentro de banda y banda a banda de las bandas 9 y 10 utilizando las líneas de base más largas de ALMA” por L. T. Maud, Y. Asaki et al., publicado en The Astrophysical Journal en agosto de 2023 (DOI: 10.3847/1538-4365/acd6f1)

Este anuncio se basa en un comunicado de prensa del Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ).

ALMA es una asociación entre ESO (en representación de sus estados miembros), NSF (EE.UU.) y NINS (Japón), junto con NRC (Canadá), NSTC y ASIAA (Taiwán), y KASI (República de Corea del Sur), en cooperación con la República de Chile. El Observatorio Conjunto ALMA (JAO) es operado por ESO, AUI/NRAO y NAOJ.

Imágenes, animaciones y videos

Esta imagen de R Leporis, una estrella en las etapas finales de su evolución, es la imagen de mayor resolución jamás obtenida con ALMA. Tiene una resolución angular de 5 milisegundos de arco, equivalente a ver un autobús de 10 metros de largo en la Luna. Se realizó utilizando los receptores ALMA Band 10 (alta frecuencia), una configuración de conjunto con una separación máxima de antenas de 16 kilómetros y una novedosa técnica de calibración conocida como Banda-a-banda. La emisión de ondas submilimétricas desde la superficie estelar se muestra en naranja, y las emisiones de máseres de cianuro de hidrógeno (HCN) a 891 GHz se muestran en azul. Las observaciones muestran que una estructura de gas en forma de anillo rodea la estrella y que el gas de la estrella escapa al espacio circundante. Crédito: Y. Asaki - ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
La estrella evolucionada R Leporis observada con la resolución angular más alta de ALMA - Al mirar hacia las profundidades del cosmos, ALMA revela la enigmática belleza de R Leporis, una estrella en el ocaso de su vida. Esta animación de una inédita nitidez captura las ondas submilimétricas de la estrella en una paleta de colores cálidos, que ilustra la vigorosa actividad en las capas exteriores de la estrella. Los tonos más fríos mapean la intrincada danza de los máseres de cianuro de hidrógeno (HCN) detectados en la Banda 10 de ALMA a una frecuencia impresionantemente alta de 891 GHz. Al desplazarse sobre la animación, se muestran diferentes partes del gas HCN moviéndose a velocidades radiales variables. El color de la velocidad indica la dirección en la que se mueve: el desplazamiento al rojo (velocidad positiva) significa que el gas se está alejando del observador, mientras que el desplazamiento al azul (velocidad negativa) significa que se está acercando. La imagen tiene una resolución angular increíblemente nítida de 5 milisegundos de arco, la mayor resolución que ALMA puede alcanzar en la actualidad. Esta imagen es un testimonio vibrante de los procesos dinámicos del final de su vida de estrellas como R Leporis. Crédito: Y. Asaki y N. Lira – ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
La estrella evolucionada R Leporis observada con la resolución angular más alta de ALMA - Mirando hacia las profundidades del Cosmos, ALMA revela la enigmática belleza de R Leporis, una estrella en el ocaso de su vida. Esta animación de una inédita nitidez captura las ondas submilimétricas de la estrella en una paleta de colores cálidos, que ilustra la vigorosa actividad existente en sus capas exteriores. Los tonos más fríos mapean la intrincada danza de los máseres de cianuro de hidrógeno (HCN) detectados en la Banda 10 de ALMA a una frecuencia impresionantemente alta de 891 GHz. La animación muestra diferentes partes del gas HCN moviéndose a velocidades radiales variables. El color de la velocidad indica la dirección en la que se mueve: el desplazamiento al rojo (velocidad positiva) significa que el gas se está alejando, mientras que el desplazamiento al azul (velocidad negativa) significa que se está acercando. La imagen tiene una resolución angular increíblemente nítida de 5 milisegundos de arco, la mayor resolución que ALMA puede alcanzar actualmente. Esta imagen es un testimonio de los procesos dinámicos del final de la vida de estrellas como R Leporis. Crédito: Y. Asaki y N. Lira – ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Se probó el método banda a banda (B2B) para lograr la resolución más alta con ALMA - Con el método B2B, se observa un calibrador situado cerca del objeto que se quiere estudiar con una frecuencia baja, mientras que el objeto mismo se observa con una frecuencia alta: los errores de observación del objeto en cuestión se compensan utilizando datos obtenidos observando el calibrador. La imagen superior derecha rodeada por una línea blanca muestra la imagen de ALMA de R Leporis con la resolución angular más nítida de 5 milisegundos de arco lograda utilizando los receptores de Banda 10 y una configuración de antenas con una distancia máxima de separación (línea de base) de casi 16 kilómetros con el método B2B. El naranja y el azul representan la emisión de ondas submilimétricas de la superficie estelar y el máser de cianuro de hidrógeno a 891 GHz. La imagen superior izquierda rodeada por una línea blanca muestra lo mismo, pero usando otra configuración del conjunto de antenas, con una separación máxima de 1 km y sin el método B2B, lo que da como resultado una resolución angular de 75 milisegundos de arco, insuficiente para especificar las posiciones de los dos componentes de emisión (la estrella moribunda y el gas de HCN que la rodea). Crédito: Y. Asaki et al. - ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Nota

[1] Un máser es un fenómeno astronómico en el que moléculas en el espacio emiten haces intensos y enfocados de radiación de microondas. Estos máseres naturales a menudo ocurren en regiones de formación estelar o alrededor de estrellas moribundas, donde ciertas condiciones hacen que moléculas como el cianuro de hidrógeno (HCN) liberen energía de manera coordinada. Esto crea una poderosa señal de microondas que los astrónomos pueden detectar y analizar para comprender las condiciones físicas y la dinámica de entornos cósmicos distantes.

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