ALMA llega a nuevas longitudes (de onda)

8 Septiembre, 2021 / Tiempo de lectura: 6 minutes

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) logró la primera luz con los nuevos receptores de Banda 1, estableciendo un nuevo récord para las capacidades de longitudes de onda más extendidas con sus antenas de radio. Este paso, alcanzado gracias a un equipo internacional de ingenieros, abre una ventana al Universo que antes era inaccesible para el telescopio.

Con la ayuda de receptores especializados, ALMA observa el Universo en una amplia gama de longitudes de onda de radio dentro de la sección milimétrica y submilimétrica del espectro electromagnético. Cada uno es sensible a una banda particular de longitudes de onda. Actualmente, ocho de las diez bandas proyectadas inicialmente se han desplegado en las antenas, cubriendo todas las longitudes de onda con transparencia atmosférica entre 0,3 y 3,6 mm. Las dos bandas restantes, que cubren entre 3,6 mm y 8,5 mm, se encuentran en distintas etapas de desarrollo y despliegue.

Un equipo internacional trabajó arduamente para integrar el receptor en una de las antenas del telescopio ALMA y realizar observaciones de prueba en medio de difíciles condiciones. “Uno de los problemas más desafiantes ha sido la coordinación remota de las actividades de todas las personas involucradas”, dice Giorgio Siringo, ingeniero RF sénior de ALMA, "eso se ha llevado a cabo desde diferentes continentes durante la emergencia pandémica".

Para cualquier receptor nuevo, la exitosa 'primera luz' marca un gran avance, ya que es la primera vez que una señal astronómica (luz) atraviesa todo el telescopio, desde la antena que está recolectando la luz, a través del receptor con todos los componentes electrónicos del backend, hasta una pantalla de computador mostrando el resultado final. Es la prueba definitiva de que el diseño, la fabricación y el montaje son perfectos. 

Después de alrededor de 10 años de arduo y meticuloso trabajo, el receptor de Banda 1 logró la primera luz el 14 de agosto de 2021 con observaciones exitosas del borde de la Luna, seguido el 17 de agosto con las primeras observaciones de prueba de interferometría realizadas con dos antenas que contaban con receptores de Banda 1, y finalmente, el 27 de agosto, con la adquisición del primer espectro de radio. Durante las observaciones de prueba, los nuevos receptores recibieron señales de varios objetos cercanos y lejanos, incluidos planetas (Venus y Marte), estrellas evolucionadas y nubes moleculares (Orion KL y VY Canis Majoris) en nuestra galaxia, y quásares extragalácticos distantes (3C 279), confirmando el correcto funcionamiento del receptor.

Una vez instalado el receptor de Banda 1 en las 66 antenas de ALMA, abrirá nuevos caminos en varias áreas científicas. Este permitirá a los astrónomos observar el distante Universo desplazado al rojo más lejos que cualquier otro receptor de ALMA. También se espera que la Banda 1 haga los próximos descubrimientos clavesen el estudio de la formación de planetas. 

La producción de receptores para todas las antenas de ALMA se está completando actualmente en Taiwán, con el objetivo de ofrecer esta nueva banda para observaciones de uso abierto del Ciclo 10, en octubre 2023. “Banda 1 permitirá la detección de granos de polvo del tamaño de un centímetro y pequeñas piedras en regiones donde se pueden formar planetas. Con esto podremos estudiar el crecimiento de los granos de polvo y eventualmente entender cómo se forman los planetas a partir del polvo interestelar”, dice Hsi-Wei Yen, científico del proyecto Banda 1 en el Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sinica de Taiwán (ASIAA).

El desarrollo de la Banda 1 de ALMA está liderado por ASIAA, con el apoyo de un equipo internacional compuesto por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ), la Universidad de Chile, el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) de EE.UU., el Instituto Herzberg de Astrofísica en Canadá y el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Chung-Shan en Taiwán. Desde el inicio, la Universidad de Chile ha estado involucrada en el proyecto, ayudando a desarrollar y producir elementos ópticos como las lentes y la antenas de bocina para los receptores de Banda 1.

Recientemente, el Directorio de ALMA firmó un contrato para desarrollar el último conjunto faltante de receptores de ALMA (Banda 2), que liderará un consorcio de instituciones europeas.

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

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