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dez 21

Primeira luz da Banda 5 do ALMA: novos receptores aumentam a capacidade do ALMA na procura de água no Universo

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Esta imagem composta mostra a nova imagem de Banda 5 do ALMA do sistema de galáxias em colisão Arp 220 (a vermelho) sobreposta a uma imagem obtida pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA (a azul/verde). Com os recentemente instalados receptores de Banda 5, o ALMA pode agora “abrir os seus olhos” a uma nova região do espectro rádio, criando assim novas possibilidades de observação e aumentando a capacidade do ALMA na procura de água no Universo. Esta imagem é uma das primeiras obtidas na Banda 5 e a sua função era verificar as capacidades científicas dos novos receptores. Créditos: ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/NASA/ESA & The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), no Chile, começou a observar numa nova banda do espectro electromagnético, graças a novos receptores instalados nas antenas do telescópio, os quais detectam ondas rádio com comprimentos de onda entre os 1,4 e os 1,8 milímetros — uma região espectral na qual o ALMA ainda não observava. Este melhoramento permite aos astrônomos detectar fracos sinais de água no Universo próximo.

ALMA observa o Universo em ondas rádio, a extremidade de menor energia do espectro eletromagnético. Com os recentemente instalados receptores de Banda 5, o ALMA pode agora “abrir os seus olhos” a uma nova região do espectro rádio, criando assim novas possibilidades de observação.

O Cientista de Programa europeu do ALMA, Leonardo Testi, explicou o significado deste melhoramento:

Os novos receptores tornarão muito mais fácil a detecção de água — um pré-requisito para a vida tal como a conhecemos — no nosso Sistema Solar, em regiões mais distantes da nossa Galáxia e para além dela. Estes receptores permitirão também ao ALMA procurar carbono ionizado no Universo primordial.

É a localização única do ALMA, a cerca de 5.000 metros de altitude no cume do árido planalto do Chajnantor, no Chile, que torna, antes de mais nada, tais observações possíveis. Uma vez que a água também se encontra presente na atmosfera da Terra, os observatórios situados em locais menos elevados e em ambientes menos áridos têm muito mais dificuldade em identificar a origem da emissão que vem do espaço. A grande sensibilidade do ALMA, aliada à sua elevada resolução angular, implica que até os sinais muito fracos de água no Universo local conseguem observar-se nestes comprimentos de onda [1].

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Receptor de Banda 5 do ALMA integrado com os restantes receptores das outras Bandas já existentes (3 a 10). Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), N. Tabilo

Os receptores de Banda 5, desenvolvidos pelo Grupo de Desenvolvimento de Receptores Avançados (GARD, acrônimo do inglês) no Observatório Espacial Onsala, Universidade de Tecnologia Chalmers, na Suécia, foram já testados no telescópio APEX, no instrumento SEPIA. Estas observações foram igualmente muito importantes para a seleção de alvos apropriados para os primeiros testes realizados com os receptores montados no ALMA.

Os primeiros receptores foram construídos e entregues ao ALMA na primeira metade de 2015 por um consórcio constituído pela NOVA (Netherlands Research School for Astronomy) e pelo GARD em parceria com o Observatório Nacional de Rádio Astronomia dos Estados Unidos da América (NRAO), que contribuiu para o projeto com o oscilador local. Estes receptores estão agora instalados e encontram-se a ser preparados para poderem ser utilizados pela comunidade astronômica.

Para testar os receptores recentemente instalados fizeram-se observações de vários objetos incluindo as galáxias em colisão Arp 220, uma região de formação estelar massiva situada próximo do centro da Via Láctea, e também uma estrela supergigante vermelha poeirenta, que está quase a atingir a fase de supernova, terminando assim a sua vida [2].

Para processar os dados e verificar a sua qualidade, astrônomos e especialistas técnicos do ESO e do Centro Regional Europeu do ALMA (ARC), reuniram-se no Observatório Espacial Onsala na Suécia, para a “Semana da Banda 5”, organizada pelo nodo nórdico do ARC [3]. Os resultados finais acabam de ser postos à disposição da comunidade astronômica mundial.

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Esta figura mostra um dos seis primeiros cartuchos de receptores Banda 5 construídos para o ALMA. Sinais extremamente fracos do espaço são coletados pelas antenas do ALMA e focados nestes receptores, que transformam a tênue radiação em sinais elétricos. Os receptores Banda 5 detectam radiação eletromagnética com comprimentos de onda entre 1,4 e 1,8 milímetros (211 e 163 Gigahertz). Os novos receptores foram originalmente projetados, desenvolvidos e prototipados pelo grupo de Desenvolvimento de Receptores Avançados do Observatório Espacial Onsala, com base na Universidade de Tecnologia Chalmers em Gotemburgo. Suécia, em colaboração com o Laboratório Rutherford Appleton, Reino Unidod, e ESO, sob a Comissão Europeia de apoio a programas de estrutura (FP6) (aprimoramento do ALMA). Créditos: Onsala Space Observatory/Alexey Pavolotsky

Robert Laing, membro do time no ESO, está otimista quanto às possibilidades que se abrem com as observações ALMA na Banda 5:

É extremamente interessante ver estes primeiros resultados da Banda 5 do ALMA, obtidos com dados coletados apenas com um conjunto limitado de antenas. No futuro, a alta sensibilidade e a resolução angular do complemento total da rede ALMA permitir-nos-á estudar detalhadamente a água numa grande variedade de objetos, incluindo estrelas em formação e evoluídas, meio interestelar e regiões próximas de buracos negros supermassivos.

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Esta figura mostra um dos seis primeiros cartuchos de receptores de banda 5 construídos para o ALMA. Sinais extremamente tênues vindos do espaço são colectados pelas antenas do ALMA e focados nestes receptores, que transformam a fraca radiação em sinais eléctricos. Os receptores de banda 5 detectam radiação eletromagnética com comprimentos de onda entre 1,4 e 1,8 milímetros (211 e 163 Gigahertz). Os novos receptores foram originalmente projetados, desenvolvidos e passados a protótipo pelo grupo de Desenvolvimento de Receptores Avançados do Observatório Espacial Onsala, com base na Universidade de Tecnologia Chalmers em Gotemburgo, Suécia, em colaboração com o Laboratório Rutherford Appleton, Reino Unido, e o ESO, com o apoio do Programa Quadro FP6 da Comissão Europeia (Melhoramento do ALMA). A banda 5 do ALMA obteve as primeiras integrações em julho de 2015. Créditos: Onsala Space Observatory/B. Billade

Notas

[1] Uma assinatura espectral determinante da água situa-se precisamente nesta região de comprimentos de onda — a 1,64 milímetros.

[2] As observações foram levadas a cabo e tornadas possível pelo time de Extensão das Capacidades do ALMA, que trabalha no Chile.

[3] O time de Verificação Científica da Banda 5 no ESO inclui: Elizabeth Humphreys, Tony Mroczkowski, Robert Laing, Katharina Immer, Hau-Yu (Baobab) Liu, Andy Biggs, Gianni Marconi e Leonardo Testi. O time que trabalhou no processamento de dados incluiu: Tobia Carozzi, Simon Casey, Sabine Koenig, Ana Lopez-Sepulcre, Matthias Maercker, Ivan Marti-Vidal, Lydia Moser, Sebastien Muller, Anita Richards, Daniel Tafoya e Wouter Vlemmings.

Fonte

ESO: eso1645 — First Light for Band 5 at ALMA – New receivers improve ALMA’s ability to search for water in the Universe

._._.

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