ALMA amplía considerablemente su capacidad para buscar agua en el Universo

17 julio, 2015

Luego de más de cinco años de desarrollo y construcción, ALMA abrió con éxito sus ojos en un nuevo rango de frecuencias, tras obtener la primera luz con receptores de Banda 5, especialmente diseñados para detectar agua en el Universo cercano. Esta banda abrirá además la posibilidad de estudiar moléculas complejas en zonas de formación estelar y discos protoplanetarios, detectando moléculas y átomos en galaxias en el Universo lejano, hace unos 13 mil millones de años.

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Esta imagen muestra uno de los receptores de Banda 5 construidos para el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) esperando a ser integrado a un Front End de antena en los laboratorios técnicos del OSF, en ALMA. Crédito: ALMA (ESO(NAOJ/NRAO), N. Tabilo.

ALMA observa el Universo en ondas de radio: luz que es invisible para nuestros ojos. El débil brillo electromagnético proveniente del espacio es captado por el conjunto de 66 antenas de hasta doce metros de diámetro. Sus receptores transforman esa débil radiación en una señal eléctrica.

Para explorar un amplio rango de frecuencias, cada antena de ALMA está equipada con hasta 10 receptores diferentes, cada uno diseñado específicamente para captar un rango determinado de longitudes de onda. El nuevo receptor de Banda 5 es el octavo tipo de receptor en ser integrado y cubre el rango de longitudes de onda entre los 1,4 y los 1,8 milímetros (frecuencias entre 163 y 211 GHz), sondeando una sección del espectro electromagnético hasta ahora poco estudiada.

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Izq. Detalle de receptor de Banda 5 integrado en un Front End junto al resto de los receptores de otras bandas (3 a 10). Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), N. Tabilo – Der. Receptor de Banda 5 integrado en un Front End junto al resto de los receptores de otras bandas (3 a 10). Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), N. Tabilo

«La banda 5 es una ventana espectral completamente inexplorada que nos permitirá descubrimientos inéditos», explica Gianni Marconi, astrónomo a cargo de la integración de la banda 5 al conjunto de ALMA. «En esta banda se encuentran las longitudes de onda de emisión de las moléculas de agua que ALMA podrá estudiar en las regiones cercanas de formación estelar. Por supuesto que el estudio del agua de gran interés por su rol en el origen de la vida».

Con Banda 5, ALMA será capaz, además, de sondear las emisiones de carbono ionizado en objetos observados poco después del Big Bang, explorando así las épocas más tempranas de formación de galaxias. «Esta banda también permitirá a los astrónomos estudiar jóvenes galaxias en el Universo temprano, alrededor de 500 millones de años después del Big Bang», agregó Gianni Marconi.

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Primera luz de Banda 5 de ALMA. Con una línea base de 1 kilómetro, dos antenas apuntaron la Nube Molecular de Orión, detectando un máser de H2O a 183.3 GHz. Cuando las señales de ambas antenas se encuentran correlacionadas en fase, se puede identificar una línea de emisión. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Band 5 Integration Team.

El diseño de los receptores de Banda 5 y la construcción de sus prototipos estuvo a cargo del Grupo para el Desarrollo de Receptores Avanzados del Observatorio Espacial de Onsala (GARD) de la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia, en colaboración con el Laboratorio de Rutherford Appleton, Reino Unido, el Observatorio Europeo Austral (ESO) y la Universidad de Chile, en virtud del Programa Marco FP6 (Mejoramiento de ALMA) respaldado por la Comisión Europea (CE). Seis de estos receptores fueron construidos en el contexto del Programa Marco FP6 y entregados a ALMA. El proyecto Banda 5 es una colaboración entre la ESO y el Observatorio Radioastronómico Nacional de Estados Unidos (NRAO). [1]

Luego de haber probado con éxito los prototipos, un consorcio entre NOVA y GARD inició la construcción de los receptores definitivos, los que comenzaron a llegar a ALMA durante el primer semestre de 2015. Dos de los cuatro primeros receptores recibidos fueron usados para la primera luz. El resto de los 73 receptores encargados, incluyendo unidades de repuesto, serán despachados progresivamente hasta el segundo trimestre de 2017.

Notas

[1] ESO hizo el contrato europeo para el enfriamiento criogénico de los receptores con la Escuela de Investigación Astronómica en Holanda (NOVA, por sus siglas en holandés), en colaboración con el GARD. NRAO construyó los osciladores de alta precisión que sincronizan a los receptores para que las señales salientes de cada antena puedan combinarse con exactitud para obtener imágenes de alta resolución.

Información adicional

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

Contacto:

Nicolás Lira 
Asistente de Comunicaciones y Educación
Observatorio ALMA
Santiago, Chile
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Cel: +56 9 9445 7726
Email: nlira@alma.cl