Nuevos receptores de ALMA que investigarán nuestros orígenes cósmicos son probados exitosamente

14 Agosto, 2023 / Tiempo de lectura: 5 minutes

Un equipo internacional de astronomía e ingeniería del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ha realizado las primeras mediciones usando nuevos receptores instalados en múltiples antenas de ALMA. Los receptores permiten observar dentro del rango de frecuencia final, con longitudes de onda entre 2,6 a 4,5 milímetros (67-116 GHz), para el cual fue diseñado. Esta llamada "Banda 2" abre una nueva ventana hacia nuestros orígenes cósmicos, permitiendo mediciones que revelan cómo se forman estrellas y galaxias distantes, hasta los orígenes de planetas y los bloques de construcción de la vida.

ALMA, ubicado en el llano de Chajnantor en Chile, consta de un total de 66 antenas, cada una equipada con un arsenal de receptores altamente sensibles. Cada tipo de receptor observa dentro de una banda particular, o rango de longitudes de onda en la región submilimétrica/milimétrica del espectro electromagnético. En total, estas bandas cubren una ventana de 0,3 a 8,6 milímetros (950 a 35 GHz; Bandas 10 a 1, respectivamente). La Banda 2 abre una ventana completamente nueva desde 67-84 GHz, mientras expande el ancho de banda disponible en el rango de frecuencia de 84-116 GHz, que también es cubierto por la Banda 3.

El primer receptor de preproducción de la Banda 2 fue exitosamente instalado y probado en una antena de ALMA a principios de este año. Ahora, un segundo receptor de preproducción de la Banda 2 ha sido instalado en otra antena de ALMA, permitiendo interferometría real: medir el patrón de interferencia que resulta de la correlación de múltiples señales de un objeto astronómico brillante. Este hito de “primeras interferencias” significa que los astrónomos han podido combinar las señales de múltiples antenas por primera vez en la Banda 2. A medida que más antenas de ALMA sean actualizadas con receptores de Banda 2, la cantidad de detalle y nivel de sensibilidad mejorarán, permitiendo observaciones cada vez más precisas de nuestro Universo.

La Banda 2 de ALMA permitirá realizar mediciones importantes del frío medio interestelar, la mezcla de polvo y gas molecular que existe en el espacio entre estrellas y alimenta la formación de éstas. Además, ALMA será capaz de estudiar las propiedades del polvo y moléculas en objetos, desde discos formadores de planetas hasta galaxias lejanas, con un nivel de detalle nunca antes alcanzado.

Más cerca nuestro, los nuevos receptores permitirán observaciones de moléculas orgánicas complejas en galaxias cercanas, proporcionando pistas sobre cómo se crean las condiciones para que la vida comience. Al mismo tiempo, la Banda 2 será importante para ayudar a los astrónomos a entender mejor cómo se forman los planetas al sondear la "línea de nieve" de monóxido de carbono, una región en discos formadores de planetas lo suficientemente lejos de las estrellas centrales para que el gas se condense.

El desarrollo de la Banda 2 fue liderado por el Observatorio Europeo Austral (ESO) e incluyó socios en el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ), Universidad de Chile, y varios institutos e industria europeos. La producción de los primeros cartuchos receptores fue llevada a cabo por un consorcio compuesto por la Escuela de Investigación de Astronomía de los Países Bajos (NOVA), el Grupo de Desarrollo de Receptores Avanzados (GARD) en el Observatorio Espacial Onsala, Universidad Chalmers, Suecia, y el Instituto Nacional de Astrofísica de Italia (INAF), en colaboración con NAOJ.

Ahora, el equipo trabajará para optimizar el rendimiento de los receptores de preproducción, y esto será seguido por la producción completa de los receptores restantes que serán instalados en las 66 antenas, inaugurando una nueva era de observaciones para ALMA. En conjunto con las actualizaciones complementarias de ALMA planificadas para el 2030, la instalación de la Banda 2 permitirá un ancho de banda instantáneo más de 3,5 veces mayor a lo que puede lograr la mayoría de los receptores actuales de ALMA, aumentando dramáticamente su velocidad de observación.

Información adicional

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.

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