Para acelerar el ritmo de descubrimiento y exploración del cosmos, Un equipo de astrónomos e ingenieros de varias instituciones ha desarrollado una versión nueva y mejorada de un sistema de imágenes de radioastronomía no convencional conocido como alimentación de matriz en fase (PAF). Este notable instrumento puede examinar vastas franjas del cielo y generar múltiples vistas de objetos astronómicos con una eficiencia incomparable.

No se parece en nada a una cámara u otras tecnologías de imágenes tradicionales, como los CCD en los telescopios ópticos o los receptores individuales en los radiotelescopios, este nuevo diseño de PAF se asemeja a un bosque de antenas en forma de árbol en miniatura dispuestas uniformemente en una placa de metal de un metro de ancho. Cuando se monta en un radiotelescopio de plato único, Las computadoras especializadas y los procesadores de señales pueden combinar las señales entre las antenas para crear una cámara virtual de múltiples píxeles.

Este tipo de instrumento es particularmente útil en varias áreas importantes de la investigación astronómica, incluido el estudio de la lluvia de gas hidrógeno en nuestra galaxia y la búsqueda de ráfagas de radio rápidas.

A través de los años, otras instalaciones de investigación de radioastronomía han desarrollado diseños de receptores de red en fase. La mayoría, sin embargo, no han alcanzado la eficiencia necesaria para competir con los diseños de receptores de radio clásicos, que procesan una señal de un punto en el cielo a la vez. El valor del nuevo PAF es que puede formar múltiples vistas (o "rayos en el cielo, "en términos de radioastronomía) con la misma eficacia que un receptor clásico, que puede permitir escaneos más rápidos de múltiples objetivos astronómicos.

Este sistema recientemente desarrollado ayuda a llevar la tecnología PAF de un área de investigación curiosa a una altamente eficiente, herramienta polivalente para explorar el universo.

La puesta en servicio de observaciones con el Green Bank Telescope (GBT) de la National Science Foundation utilizando este nuevo diseño muestra que este instrumento cumplió y superó todos los objetivos de las pruebas. También logró la temperatura de ruido de funcionamiento más baja, un problema normalmente molesto para las vistas despejadas del cielo, de cualquier receptor de matriz en fase hasta la fecha. Este hito es fundamental para que la tecnología pase de un diseño experimental a un instrumento de observación completo.

Los resultados se publican en el Diario astronómico .

"Al observar todas las tecnologías de receptores de arreglo en fase que se encuentran actualmente en funcionamiento o en desarrollo, Nuestro nuevo diseño eleva claramente el listón y le da a la comunidad de astronomía una nueva, forma más rápida de realizar encuestas a gran escala, "dijo Anish Roshi, astrónomo-ingeniero del Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) y miembro del equipo de diseño.

El nuevo PAF fue diseñado por un consorcio de instituciones:el Laboratorio Central de Desarrollo de la NRAO, Observatorio Green Bank, y la Universidad Brigham Young.

"El trabajo colaborativo que se llevó a cabo en el diseño, edificio, y, en última instancia, verificar este notable sistema es realmente asombroso, ", dijo el director de NRAO Tony Beasley." Destaca el hecho de que la tecnología de radioastronomía nueva y emergente puede tener un impacto inmenso en la investigación ".

El nuevo diseño PAF consta de 19 antenas dipolo, Receptores de radio que se asemejan a paraguas en miniatura sin cubierta. Un dipolo que simplemente significa "dos polos, "es el tipo más básico de antena. Su longitud determina la frecuencia (o longitud de onda de la luz de radio) que puede recibir. En el sistema de radio PAF, la fuerza de la señal puede variar a lo largo de la superficie de la matriz. Calculando cómo la señal es recibida por cada una de las antenas, el sistema produce lo que se conoce como una "función de dispersión de puntos", esencialmente, un patrón de puntos concentrados en una región.

La computadora y los procesadores de señal del PAF pueden calcular hasta siete funciones de distribución de puntos a la vez, permitiendo al receptor sintetizar siete haces individuales en el cielo. El nuevo diseño también permite que estas regiones se superpongan, creando una vista más completa de la región del espacio que se está estudiando.

"Este proyecto reúne en un solo instrumento un estado de la técnica, diseño de receptor de bajo ruido, tecnología de radio digital multicanal de próxima generación, y modelado avanzado de matriz en fase y formación de haces, "dijo Bill Shillue, Líder del grupo PAF en el Laboratorio Central de Desarrollo de la NRAO.

El valor astronómico del receptor fue demostrado por las observaciones de GBT del pulsar B0329 + 54 y la Nebulosa Rosette. una región de formación de estrellas de la Vía Láctea llena de gas hidrógeno ionizado.

El desarrollo y la potencia de cálculo adicionales podrían permitir que este mismo diseño generara un número aún mayor de rayos en el cielo, ampliando enormemente su utilidad.