ALMA alcanza importante hito con integración exitosa de antenas

6 mayo, 2009

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un gigantesco radiotelescopio internacional que se construye en el norte de Chile, alcanzó un nuevo hito el 30 de abril, cuando se integraron las señales de dos antenas para observar por primera vez un objeto astronómico.

Este logro, bautizado técnicamente como obtención de las «primeras franjas», se produjo en el Centro de Operaciones de ALMA (OSF, por su sigla en inglés), a casi 3.000 metros sobre el nivel del mar.

“Este es otro importante paso adelante para ALMA, que demuestra que los varios componentes del equipamiento técnico pueden trabajar bien de manera conjunta. Los esfuerzos de todo el staff involucrado en esta primera integración de antenas muestra la fortaleza de nuestra colaboración global y da confianza de que podremos llegar a la etapa de operaciones regulares de ALMA como un gran observatorio astronómico”, dice Thijs de Graauw, ALMA Director.

Las débiles ondas de radio emitidas por el planeta Marte fueron captadas por las dos antenas de 12 metros de diámetro de ALMA y luego procesadas por equipamiento electrónico de punta, que convierte las dos antenas en un único sistema radiotelescópico de alta resolución conocido como interferómetro.

Estas antenas constituyen la infraestructura básica de sistemas que permiten a los radiotelescopios formar imágenes con un poder de resolución similar o incluso superior al de los telescopios ópticos. En este sistema, las antenas se encuentran unidas electrónicamente entre sí para formar numerosos pares de antenas. Cada par proporciona información única que se utiliza para constituir una imagen de alta resolución del objeto que se está observando.

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Las dos antenas de ALMA apuntando a Marte. Imagen cortesía de Lewis Knee (ALMA)

Cuando estén listas, a comienzos de la próxima década, las 66 antenas de ALMA conformarán más de 1.000 pares, con distancias de más de 15 kilómetros entre algunas de ellas. De esa forma, ALMA recabará información con una precisión que superará la de los mejores telescopios en órbita. Las antenas operarán a una altitud de 5.000 metros, bastante por sobre el OSF, en uno de los mejores lugares del planeta para la radioastronomía milimétrica: el llano de Chajnantor, en el desierto chileno de Atacama.

La observación exitosa de Marte la semana pasada se llevó a cabo a una frecuencia de 104,2 GHz. Los astrónomos midieron las distintas «franjas» detectadas por el interferómetro a medida que el planeta se desplazó por el cielo.

«Esto puede lograrse únicamente mediante la sincronización perfecta de las antenas y del equipamiento electrónico; una precisión de un millonésimo de millonésimo de segundo entre equipos situados a varios kilómetros de distancia unos de otros. Las condiciones extremas del lugar donde se sitúa el observatorio ALMA, con sus fuertes vientos, su gran altitud y su gran amplitud térmica, son factores que incrementan la complejidad del emprendimiento y del fascinante reto de ingeniería que enfrentamos», comenta Richard Murowinski, Project Engineer de ALMA.

ALMA proporcionará a los astrónomos la herramienta más moderna del mundo para explorar las ondas de radio milimétricas y submilimétricas del Universo. Su tecnología permitirá detectar las radiaciones más débiles de los objetos astronómicos y producir imágenes de calidad muy superior a la de cualquier otro sistema de telescopios. Los científicos están ansiosos por usar esta herramienta revolucionaria para estudiar las estrellas y galaxias que surgieron durante el inicio de la formación del Universo y, de esa forma, conocer los tan anhelados detalles sobre la forma en que nacen las estrellas, así como rastrear el movimiento del gas y el polvo que se arremolinan en la superficie de astros recién formados.

“Esperamos a fin de este año realizar las primeras pruebas de interferometría en el sitio del proyecto, a 5.000 metros de altura, y a fines del 2011 planeamos tener al menos 16 antenas trabajando coordinadamente como un solo telescopio gigante”, enfatiza Thijs de Graauw.

El proyecto ALMA es una colaboración de las comunidades científicas de Asia del Este, Europa, Norteamérica y Chile.

Imágenes

• Este gráfico representa un canal aislado del correlacionador como una función de tiempo al observar Marte.

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• En la imagen que sigue, se puede apreciar un pantallazo de los resultados del correlacionador tras una integración aislada de un segundo. Las dos ventanas superiores representan las formas espectrales de las señales provenientes de las dos antenas. Las dos ventanas inferiores muestran la fase (derecha) y la potencia (izquierda) de la correlación cruzada, que corresponde a un poco menos del 1% del total.

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• Las dos antenas de ALMA utilizadas en la exitosa prueba de observación . Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Nota para los editores

ALMA es un telescopio astronómico revolucionario, compuesto por un conjunto de 66 antenas gigantes de 12 metros y 7 metros de diámetro que observan en longitudes de onda milimétricas y submilimétricas. ALMA, que comenzará sus observaciones científicas en el 2011, es el telescopio más poderoso para observar el Universo frío: el gas molecular y el polvo así como el remanente de la radiación del Big Bang. ALMA estudiará los componentes básicos de las estrellas, los sistemas planetarios, galaxias y la vida misma, y tratará algunos de las profundas interrogantes de nuestros orígenes cósmicos.

ALMA operará a longitudes de onda de 0,3 a 9,6 mm, lo que requiere de un emplazamiento alto y seco que permita al telescopio ver a través de la atmósfera de la Tierra. Es por ello que ALMA está siendo construido a la impresionante altura de 5.000 metros en el Llano de Chajnantor, en la Región de Antofagasta (Chile), el más alto sitio de observación astronómica del mundo. ALMA proporcionará una resolución y sensibilidad sin precedentes, diez veces mejor que el Telescopio Espacial Hubble. Las antenas de 12 metros de altura poseerán bases desplazables que variarán entre los 15 metros y los 16 kilómetros.