Primera luz para la Banda 5 de ALMA

[DonQuijote]

Primera luz para la Banda 5 de ALMA

Los nuevos receptores mejoran la capacidad de ALMA para detectar agua en el universo

21 de Diciembre de 2016

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), en Chile, ha comenzado a observar en un nuevo rango del espectro electromagnético. Esto ha sido posible gracias a unos nuevos receptores, instalados en las antenas del telescopio, que pueden detectar las ondas de radio con longitudes de onda de 1,4 a 1,8 milímetros, un rango que ALMA no había explotado previamente. Esta actualización permite a los astrónomos detectar señales débiles de agua en el universo cercano.

ALMA observa las ondas de radio del universo en el extremo de más baja energía del espectro electromagnético. Con los nuevos receptores de banda 5 recién instalados, ALMA ahora abre sus ojos a una nueva sección de este espectro de radio, ofreciendo nuevas y emocionantes posibilidades de observación.

El Científico del Programa Europeo de ALMA, Leonardo Testi, explica el significado: "Los nuevos receptores hará mucho más fácil la detección de agua (un requisito previo para la vida tal y como la conocemos) en nuestro Sistema Solar y en regiones más distantes de nuestra galaxia y más allá. También permitirán a ALMA buscar carbono ionizado en el universo primordial".

La ubicación única de ALMA, a 5.000 metros de altura en la árida meseta de Chajnantor (Chile), es el primer factor que hace que estas observaciones sean posibles. Como el agua también está presente en la atmósfera de la Tierra, los observatorios en entornos menos elevados y menos áridos tienen más dificultades para identificar el origen de la emisión que viene del espacio. La gran sensibilidad de ALMA y su alta resolución angular implican que, ahora, en esta longitud de onda [1], puedan detectarse incluso débiles señales de agua en el universo local.

El receptor de banda 5, que fue desarrollado por el grupo GARD (Group for Advanced Receiver Development, grupo para el desarrollo de receptores avanzados) en el Observatorio Espacial de Onsala, de la Universidad Tecnológica de Chalmers (Suecia), ya ha sido probado en el instrumento SEPIA del telescopio APEX. Estas observaciones también fueron vitales para ayudar a seleccionar objetivos adecuados para las primeras pruebas de los receptores con ALMA.

Los primeros receptores fueron construidos y entregados a ALMA en el primer semestre de 2015 por un consorcio formado por NOVA (Netherlands Research School for Astronomy, escuela de investigación de astronomía de los Países Bajos) y GARD, en colaboración con NRAO (National Radio Astronomy Observatory, observatorio nacional de radioastronomía de EE.UU.), que contribuyó aportando al proyecto el oscilador local. Los receptores ya están instalados y están siendo puestos a punto para su uso por la comunidad de astrónomos.

Para probar los receptores recién instalados se llevaron a cabo observaciones de varios objetos, incluidas las galaxias en colisión Arp 220 (una enorme región de formación estelar cerca del centro de la Vía Láctea) y una polvorienta supergigante roja próxima a explotar como supernova, lo que pondrá fin a su vida [2].

Para procesar los datos y comprobar su calidad, los astrónomos, junto con técnicos de ESO y del Centro Europeo Regional de ALMA (ARC, European ALMA Regional Center), se reunieron en el Observatorio Espacial de Onsala, en Suecia, para una "Semana Intensiva de banda 5", albergada por el nodo nórdico del ARC [3]. Los resultados finales acaban de ponerse a disposición de la comunidad astronómica de todo el mundo de forma abierta.

Robert Laing, miembro del equipo en ESO, es optimista sobre las perspectivas para las observaciones de ALMA en la banda 5: "Es muy emocionante ver los primeros resultados del ALMA en banda 5 usando un conjunto limitado de antenas. En el futuro, la alta sensibilidad y la resolución angular de todo el conjunto de ALMA nos permitirán hacer estudios de agua en una amplia gama de objetos incluyendo tanto estrellas en formación como evolucionadas, además de en el medio interestelar y en regiones cercanas a agujeros negros supermasivos".

Notas
[1] En este rango ampliado se encuentra una firma espectral clave (en una longitud de onda de 1,64 milímetros).

[2] Las observaciones fueron posibles gracias al equipo de extensión de capacidades de ALMA, en Chile, que las llevó a cabo.

[3] El equipo de verificación de la banda 5 de ESO incluye a: Elizabeth Humphreys, Tony Mroczkowski, Robert Laing, Katharina Immer, Hau-Yu (Baobab) Liu, Andy Biggs, Gianni Marconi y Leonardo Testi. El equipo que trabaja en el procesado de datos está formado por: Tobia Carozzi, Simon Casey, Sabine Koenig, Ana Lopez-Sepulcre, Matthias Maercker, Iván Martí-Vidal, Lydia Moser, Sebastien Muller, Anita Richards, Daniel Tafoya y Wouter Vlemmings.

Información adicional
El conjunto ALMA, (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) es una instalación astronómica internacional fruto de la colaboración entre ESO, la Fundación Nacional para la Ciencia de EE.UU. (NSF, National Science Foundation) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS, National Institutes of Natural Sciences) en cooperación con la República de Chile. ALMA está financiado por ESO en nombre de sus países miembros; por la NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC, National Research Council) y el Consejo Nacional de Ciencias de Taiwán (NSC, National Science Council), y por el NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Astronomía y Ciencias Espaciales de Corea (KASI, Korea Astronomy and Space Science Institute).

La construcción y operaciones de ALMA están lideradas por ESO en nombre de sus países miembros; por el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO, National Radio Astronomy Observatory), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de América del Norte; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ, Observatorio Astronómico Nacional de Japón) en representación de Asia Oriental. El Observatorio Conjunto ALMA (Observatorio Conjunto ALMA, JAO) proporciona al proyecto la unificación tanto del liderazgo como de la gestión de la construcción, puesta a punto y operaciones de ALMA.

ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Cuenta con el respaldo de dieciséis países: Alemania, Austria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, el Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza, junto con el país anfitrión, Chile. ESO desarrolla un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también desarrolla un importante papel al promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera en Chile tres instalaciones de observación únicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope, el observatorio óptico más avanzado del mundo, y dos telescopios de rastreo. VISTA (siglas en inglés de Telescopio de Rastreo Óptico e Infrarrojo para Astronomía) trabaja en el infrarrojo y es el telescopio de rastreo más grande del mundo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo del VLT) es el telescopio más grande diseñado exclusivamente para rastrear el cielo en luz visible. ESO es el socio europeo de un revolucionario telescopio, ALMA, actualmente el mayor proyecto astronómico en funcionamiento del mundo. Además, cerca de Paranal, en Cerro Armazones, ESO está construyendo el E-ELT (European Extremely Large Telescope), el telescopio óptico y de infrarrojo cercano de 39 metros que llegará a ser "el ojo más grande del mundo para mirar el cielo".

Las traducciones de las notas de prensa de ESO las llevan a cabo miembros de la Red de Divulgación de la Ciencia de ESO (ESON por sus siglas en inglés), que incluye a expertos en divulgación y comunicadores científicos de todos los países miembros de ESO y de otras naciones.

El nodo español de la red ESON está representado por J. Miguel Mas Hesse y Natalia Ruiz Zelmanovitch.

Esta es una traducción de la nota de prensa de ESO eso1645.

Imágenes

El sistema de galaxias en fusión Arp 220, por ALMA y Hubble

La composición muestra una nueva visión de la banda 5 de ALMA del sistema de galaxias en colisión Arp 220 (en rojo) sobre una imagen tomada por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA (azul/verde). Con los nuevos receptores de banda 5 recién instalados, ahora ALMA ha abierto sus ojos a una nueva sección de este espectro de radio, ofreciendo nuevas y emocionantes posibilidades de observación y mejorando la capacidad del telescopio para buscar agua en el universo. Esta imagen es una de las primeras realizadas con banda 5 y se hizo con la intención de verificar la capacidad científica de los nuevos receptores.

Crédito:
ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/NASA/ESA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Imagen eso1645a

Receptor de Banda 5 de ALMA

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
Imagen eso1645b

Uno de los receptores de banda 5 para ALMA

Esta imagen muestra uno de los seis primeros cartuchos de los receptores de banda 5 construido para el telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Las antenas de ALMA recogen señales extremadamente débiles que llegan del espacio y son dirigidas a los receptores, que transforman la débil radiación en una señal eléctrica. Los receptores "Banda 5" detectan la radiación electromagnética con longitudes de onda de entre 1,4 y 1,8 milímetros (211 y 163 gigahercios).

El grupo avanzado de desarrollo de receptores del Observatorio Espacial de Onsala, situado en la Universidad Chalmers de Tecnología, en Gothenburg (Suecia), ha desarrollado, diseñado y elaborado los prototipos de estos nuevos receptores en colaboración con el Laboratorio Rutherford Appleton (Reino Unido) y ESO, con el apoyo del Programa Marco FP6 de la Comisión Europea (Mejoras de ALMA).

Vea este episodio en este enlace.

Crédito:
Onsala Space Observatory/Alexey Pavolotsky
Imagen eso1645c

Uno de los receptores de banda 5 de ALMA

Esta imagen muestra uno de los cartuchos de los receptores de banda 5 construido para el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Las antenas de ALMA recogen señales extremadamente débiles que llegan del espacio, para luego ser canalizadas hacia los receptores, que transforman la débil radiación en una señal eléctrica. Los receptores "Banda 5" detectan la radiación electromagnética con longitudes de onda de entre 1,4 y 1,8 milímetros (211 y 163 gigahercios).

El Grupo de Desarrollo de Receptores Avanzados del Observatorio Espacial Onsala, situado en la Universidad Chalmers de Tecnología, en Gothenburg (Suecia), desarrolló, diseñó y elaboró los prototipos de estos receptores en colaboración con el Laboratorio Rutherford Appleton (Reino Unido) y ESO, con el apoyo del Programa Marco FP6 de la Comisión Europea (Mejoras de ALMA).

El receptor de banda 5 de ALMA obtuvo sus primeras bandas en julio de 2015.

Crédito:
Onsala Space Observatory/B. Billade
Imagen eso1645d