El incremento en la sensibilidad de ancho de banda de ALMA
La próxima frontera del Atacama Large Millimter/Submillimeter Array (ALMA)
El observatorio astronómico ALMA lleva más de una década encaramado en las alturas de los Andes chilenos, uno de los desiertos más áridos del planeta. Este conjunto de 66 antenas de alta precisión ha revolucionado nuestra forma de entender el universo.
Desde revelar los secretos de galaxias distantes hasta explorar las propiedades químicas de los procesos de formación planetaria ajenos a nuestro Sistema Solar, ALMA ha producido hallazgos que han despertado la imaginación de la comunidad científica y del público general. Ahora, ALMA emprende un nuevo y fascinante capítulo: el incremento de la sensibilidad de ancho de banda, conocido en inglés como Wideband Sensitivity Upgrade (WSU).
Esta etapa de modernización constituye un salto tecnológico que permitirá a ALMA observar el universo con un nivel de detalle y de eficiencia sin precedentes. Al incrementar el rango y la sensibilidad de sus observaciones, ALMA abrirá un nuevo abanico de posibilidades que contribuirá a entender mejor el cosmos.
Mejora de las capacidades de visión de ALMA
ALMA es un telescopio único porque observa ondas de radio submilimétricas y milimétricas con una precisión sin igual. Este tipo de luz, a pesar de ser invisible para el ojo humano, es fundamental a la hora de explorar las zonas más frías y oscuras del universo, donde se forman los planetas y estrellas. Para llevar las capacidades del observatorio al siguiente nivel, el proyecto WSU se centrará en tres áreas de mejora esenciales:
1. Receptores de banda ancha: los nuevos receptores de ALMA incrementarán considerablemente el rango de longitudes de onda que se podrán observar simultáneamente, un poco como cuando mejoramos la conexión a internet de nuestro hogar. Esta mejora permitirá a ALMA recolectar muchos más datos en menos tiempo y revelar los detalles más sutiles de los fenómenos astronómicos.
2. Mejora de los componentes electrónicos y las redes de transmisión de datos: también se modernizará la red digital de ALMA para adecuarla al aumento del tráfico de datos. Al tener más ancho de banda, los sistemas digitales de ALMA transmitirán y procesarán mayores volúmenes de datos, de manera que la comunidad científica que estudia el universo podrá estudiar múltiples fenómenos simultáneamente. Por ejemplo, se podrá mapear la estructura de una galaxia y al mismo tiempo analizar su composición química.
3. Un poderoso supercomputador: para poder procesar la gran cantidad de datos que se recopilarán, se sustituirán los correlacionadores de ALMA, que constituyen el "cerebro" del observatorio, con supercomputadores mucho más poderosos. De esa forma, ALMA podrá transformar las señales brutas captadas por las antenas en imágenes muy detalladas del universo.
Con estas mejoras, ALMA se volverá más rápido y eficiente e incrementará su sensibilidad para detectar las señales más débiles provenientes de los rincones más lejanos del cosmos.
La importancia del ancho de banda
Quien haya visto una película en streaming sabe la importancia del ancho de banda para ver contenido de alta definición sin interrupciones. El proyecto de modernización WSU permitirá a alma observar el universo en "alta definición" aumentando la cantidad de datos que puede procesar simultáneamente. Al aumentar su capacidad, ALMA revelará detalles sutiles del cosmos que antes era imposible observar.
También se transformará la manera en que ALMA opera, puesto que, al acelerarse las observaciones, la comunidad astronómica podrá estudiar más astros en menos tiempo, lo que se traducirá en una exploración más exhaustiva del universo. Para los científicos, esto equivale a tener una ventana más grande hacia el cosmos que dejará entrar más luz y observar más detalles.
Redefinición de la exploración cósmica
¿Qué efectos tendrá esta modernización de ALMA? Las posibilidades son infinitas:
• Primeras galaxias: ayudará a entender cómo se formaron las primeras galaxias después del Big Bang.
• Orígenes de la vida: contribuirá a rastrear la presencia de agua y moléculas orgánicas —los componentes necesarios para el surgimiento de la vida— en grandes nubes donde se forman las estrellas.
• Formación de planetas: se estudiará la formación de planetas en los discos protoplanetarios con un nivel de detalle sin precedentes.
Colaboración internacional
El incremento de la sensibilidad de ancho de banda es un proyecto monumental en el que participan científicos, ingenieros, programadores y muchos otros protagonistas de ALMA: ESO (Europa), NAOJ (Asia del Este) y AUI/NRAO (Norteamérica), junto con sus socios internacionales y el Joint ALMA Observatory en Chile. Esta colaboración pone de manifiesto lo que es capaz de lograr la humanidad cuando trabaja al unísono en pos de un objetivo común: entender el universo y el lugar que ocupamos en él.
Beneficios más allá de la astronomía
Las innovaciones que traerá el proyecto WSU no se limitarán a la astronomía. Las tecnologías de punta que se están desarrollando para los sistemas y receptores de ALMA podrían traer beneficios para nuestra vida cotidiana, contribuyendo a mejorar desde la comunicación inalámbrica hasta las herramientas de monitoreo ambiental. Al fomentar grandes avances científicos y tecnológicos, el legado de ALMA va mucho más allá de las estrellas.
Una mirada al futuro
Mientras se avanza con el incremento de la sensibilidad de banda amplia, ALMA continuará con su trabajo fundamental de propiciar hallazgos revolucionarios y profundizar nuestro conocimiento del universo. Las primeras etapas del WSU están programadas para entrar en operación de aquí a fines de la década, en lo que será el inicio de una nueva era para este increíble observatorio.
Bajo el cielo despejado del desierto de Atacama, las antenas de ALMA seguirán captando señales que viajan durante miles de millones de años para llegar hasta nosotros. Cada observación nos ayuda a entender un poquito mejor los orígenes de las galaxias, las estrellas, los planetas y la vida misma. Con el proyecto WSU, ALMA tendrá una capacidad sin precedentes para responder las preguntas más importantes sobre el cosmos.
El universo nos espera, y ALMA está listo para asumir el desafío.