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Probados con éxito los nuevos receptores de ALMA que sondearán nuestros orígenes cósmicos

14 de Agosto de 2023

Un equipo internacional de astrónomos e ingenieros del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), del cual ESO es socio, realizó las primeras mediciones utilizando nuevos receptores instalados en varias antenas de ALMA. Esto significa que ALMA ahora puede observar dentro del rango de frecuencia final, con longitudes de onda entre 2,6 y 4,5 milímetros (67-116 GHz), para lo cual fue diseñado. Esta llamada "banda 2" abre una nueva ventana a nuestros orígenes cósmicos, permitiendo mediciones que revelan cómo se forman las estrellas y galaxias distantes, hasta los orígenes de los planetas y los componentes básicos de la vida.

ALMA, ubicado en el llano de Chajnantor en Chile, consta de un total de 66 antenas, cada una de ellas equipada con un arsenal de receptores de alta sensibilidad. 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 de 67 a 84 GHz, al tiempo que amplía el ancho de banda disponible en el rango de frecuencia de 84 a 116 GHz, que también está cubierto por la banda 3.

El primer receptor de preproducción de banda 2 se instaló y probó con éxito en una antena de ALMA a principios de este año. Ahora, se instaló un segundo receptor de preproducción de banda 2 en otra antena de ALMA, lo que permite una verdadera interferometría: medir el patrón de franjas que resulta de la correlación de múltiples señales de un objeto astronómico brillante. Este hito de las "primeras franjas" significa que los astrónomos han podido combinar las señales de varias antenas por primera vez en la banda 2. A medida que más antenas de ALMA se actualicen con receptores de banda 2, la cantidad de detalles y el nivel de sensibilidad mejorarán, permitiendo así observaciones cada vez más precisas de nuestro Universo.

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

Más cerca de casa/nosotros, los nuevos receptores permitirán observaciones de moléculas orgánicas complejas en galaxias cercanas, proporcionando pistas sobre cómo se crean las condiciones necesarias para que surja la vida. Al mismo tiempo, la banda 2 será importante para ayudar a los astrónomos a comprender mejor cómo se forman los planetas al sondear la "línea de nieve" de monóxido de carbono, una región de los discos de formación planetaria que está lo suficientemente alejada de las estrellas centrales como para que el gas se condense.

El desarrollo de la banda 2 estuvo liderado por ESO e incluyó socios del Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ), la Universidad de Chile, varios institutos europeos y la industria. Luego, la producción de los cartuchos receptores estuvo a cargo de un consorcio integrado por la Escuela de Investigación de Astronomía de los Países Bajos (NOVA), el grupo GARD (Group for Advanced Receiver Development) del Observatorio Espacial de Onsala perteneciente a la Universidad de Chalmers, Suecia, y el Instituto Nacional de Astrofísica de Italia (INAF).

Ahora, el equipo trabajará para optimizar el rendimiento de los receptores de preproducción, y esto estará seguido por la producción completa de los receptores restantes para su instalación en las 66 antenas, marcando el comienzo de una nueva era de observaciones para ALMA. En conjunto con las mejoras complementarias de ALMA planificadas para el periodo de 2030, la instalación de la banda 2 permitirá un ancho de banda instantáneo más de 3,5 veces mayor que el que puede alcanzar la mayoría de los receptores actuales de ALMA, aumentando drásticamente su velocidad de observación.

Más información

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), en cooperación con la República de Chile. El Joint ALMA Observatory es operado por ESO, AUI/NRAO y NAOJ.
10 receptores dentro de un criostato de ALMA