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14/9/08 - DJ:

El VLA se expande y digitaliza

Tiempo estimado de lectura: 3 min. 8 seg.

El Conjunto Muy Grande de antenas que escudriña los cielos en busca de señales de radio está siendo actualizado y digitalizado para obtener señales con mucha mayor resolución y sensibilidad.
Atardecer en el VLA

"Se detectan nuevas ondas de radio originadas en el centro de la Vía Láctea...No hay indicios de señales interestelares".(1)
Así rezaba el New York Times en su ejemplar del 5 de mayo de 1933, en relación al casual descubrimiento del técnico de los Laboratorios Bell, Karl Jansky.
El hallazgo cambiaría la historia de la astronomía, permitiendo escudriñar el cosmos en busca de señales de radio a través de enormes antenas. Desde entonces, la tecnología permitió la creación de conjuntos de radiotelescopios (arrays) que permiten sintetizar las señales de muchas antenas como si fuera un telescopio cuya amplitud es igual al espacio entre los elementos más distantes. De estos conjuntos, el Very Large Array o VLA(en castellano sería "Conjunto Muy Grande"), cerca de Socorro, Nuevo México, opera desde 1980. Cuenta con 27 antenas activas (y una de repuesto) montadas sobre rieles en forma de Y. Este poderosísimo conjunto está recibiendo una actualización digital que incrementará su resolución y sensibilidad.

Panorámica de VLA

Usando computadoras más sofisticadas y electrónica que incrementará notablemente su resolución, sensibilidad y capacidad de manejo de datos, el VLA se transformará en el EVLA:Expanded Very Large Array.
El corazón del EVLA, como en cualquier conjunto de radiotelescopios, es el correlador, el sistema de supercomputadoras que procesan, comparan y combinan las señales de las antenas.

Lo ingenieros también actualizaron el camino por el que las señales se transfieren desde las antenas al correlador, usando fibras ópticas digitales que reemplazaron a las guías analógicas anteriores. Las antenas se están renovando con nuevos recibidores digitales, proveyendo contínua cobertura de 1 a 50 Ghz. Estas mejoras implican un incremento de las capacidades del conjunto de hasta 10 veces, haciéndolo capaz de detectar señales tan débiles como una llamada de un teléfono celular desde Júpiter.

Con u$s 100 millones de la National Science Foundation y socios canadienses y mexicanos de VLA, los investigadores finalizaron la instalación de las líneas digitales y actualización, en mayo pasado, de 16 de las 28 antenas. Se espera que el proceso de actualización finalice para 2012.

Mientras tanto, la nueva generación de observatorios de radio astronomía está tomando forma. El proyecto ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) está bajo construcción en el desierto chileno de Atacama. La gran altitud, 5000 metros sobre el nivel del mar, permitirá a las antenas de 12 metros de ALMA investigar las ondas de radio más cortas, cerca del infrarrojo, que la atmósfera tiende a filtrar.

"Estos dos instrumentos reescribirán la radio astronomía", predice Rick Perley, veterano investigador de VLA.

Otros, nuevos y menores proyectos, como el Low Frequency Array en Europa y el Allen Telescope Array, en California, también prometen ayudar a brillar el futuro de la astronomía de radio. "Es muy difícil predecir con precisión la ciencia que provendrá de estos instrumentos. Lo mejor es lo que no se puede anticipar", agrega finalmente Perley. Kark Janksy, quien realizó una enorme contribución a la ciencia, no tendría dudas en estar de acuerdo.

Un primer paso exitoso
El 7 de agosto se realizó un paso importante en la actualización del EVLA, al finalizar con éxito las pruebas del avanzado hardware digital diseñado para combinar las señales de las actualizadas antenas, para producir imágenes de alta resolución de los objetos celestes.

El correlador llamado WIDAR fue diseñado y construído por el Consejo de Investigación Nacional de Canadá (NRC). El diseño del correlador incorpora una arquitectura electrónica digital nueva, patentada por NRC. La exitosa prueba usó prototipos electrónicos para combinar las señales de dos antenas renovadas para combinarlas en un sistema de alta resolución llamado Interferómetro. El término técnico para este logro se denomina "first fringes" o "primeras señales".


El equipo de NRAO ante el exitoso display de las primeras pruebas

Cada antena renovada produce 100 veces más datos que las originales. Cuando las 27 antenas se renueven, enviarán datos al WIDAR a una tasa igual a 48 millones de llamadas de teléfonos celulares. Para procesar ese torrente de datos, el correlador realizará billones de cálculos por segundo.

Los poderosos sistemas de radio telescopios usan pares de antenas como sus bloques de construcción básicos. Cada una de las 27 antenas es combinada electrónicamente con las demás para formar múltiples pares. Cada par contribuye con información que es usada para crear imágenes muy detalladas de los objetos astronómicos. Así, la exitosa prueba de dos antenas verifica el diseño del nuevo correlador.

"Este logro marca la primera vez que la completa cadena de electrónica del EVLA trabajó en conjunto, y representa un enorme hito en el proyecto", dice Fred Lo, Director del National Radio Astronomy Observatory (NRAO).

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Crédito imágenesSobre las imágenes


El equipo de NRAO observando los exitosos resultados de las primeras pruebas de WIDAR en la pantalla de la computadora.
Crédito:Finley, NRAO/AUI/NSF

Puesta de sol de VLA. Imagen cortesía de NRAO/AUI
Vista panorámica de VLA, hacia el Sur. Imagen cortesía de NRAO/AUI






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