Os pesquisadores usaram a mais recente tecnologia sem fio para desenvolver um novo receptor de rádio para astronomia.
O receptor é capaz de capturar ondas de rádio em frequências em uma faixa várias vezes maior do que as convencionais e pode detectar ondas de rádio emitidas por muitos tipos de moléculas no espaço ao mesmo tempo. Espera-se que isso possibilite avanços significativos no estudo da evolução do Universo e dos mecanismos de formação de estrelas e planetas.
Nuvens moleculares interestelares de gás e poeira fornecem o material para estrelas e planetas. Cada tipo de molécula emite ondas de rádio em frequências características e os astrônomos detectaram emissões de várias moléculas em uma ampla faixa de frequências. Ao observar essas ondas de rádio, podemos aprender sobre as propriedades físicas e a composição química das nuvens moleculares interestelares. Esta tem sido a motivação que impulsiona o desenvolvimento de um sistema de recepção de banda larga.
Em geral, a faixa de radiofrequências que podem ser observadas simultaneamente por um radiotelescópio é muito limitada. Isso se deve às características dos componentes que compõem um receptor de rádio. Nesta nova pesquisa, a equipe de pesquisadores da Universidade da Prefeitura de Osaka (OPU) e do Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ) ampliou a largura de banda de vários componentes, como a buzina que traz as ondas de rádio para o receptor, o guia de ondas (tubo de metal) circuito que propaga as ondas de rádio e o conversor de freqüência de rádio. Ao combinar esses componentes em um sistema receptor, a equipe atingiu uma faixa de frequências detectáveis simultaneamente várias vezes maior do que antes. Além disso, este sistema receptor foi montado no rádio telescópio OPU de 1,85 m no Observatório de Rádio Nobeyama da NAOJ e conseguiu capturar ondas de rádio de objetos celestes reais. Isso mostra que os resultados desta pesquisa são extremamente úteis em observações astronômicas reais.
“Foi um momento muito emocionante para mim compartilhar a alegria de receber ondas de rádio da Nebulosa de Orion pela primeira vez com os membros da equipe, usando o receptor que havíamos construído”, comenta Yasumasa Yamasaki, estudante de pós-graduação da OPU e autor principal do artigo que descreve o desenvolvimento dos componentes do receptor de banda larga. “Sinto que esta conquista foi possível graças à cooperação de muitas pessoas envolvidas no projeto.”
Quando comparados aos receptores usados atualmente no Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), a amplitude de frequências que podem ser observadas simultaneamente com os novos receptores é impressionante. Para cobrir as frequências de rádio entre 211 e 373 GHz, o ALMA usa dois receptores, Banda 6 e 7, mas pode usar apenas um deles por vez. Além disso, os receptores ALMA podem observar duas faixas de faixas de frequência com larguras de 5,5 e 4 GHz usando os receptores de banda 6 e 7, respectivamente. Em contraste, o novo receptor de banda larga pode cobrir todas as frequências com uma única unidade. Além disso, especialmente na banda de frequência mais alta, o receptor pode detectar ondas de rádio em uma faixa de frequência de 17 GHz por vez.
“Foi uma experiência muito valiosa para mim estar envolvido no desenvolvimento deste receptor de banda larga, desde o início até a observação bem-sucedida”, disse Sho Masui, um estudante graduado da OPU e principal autor do artigo de pesquisa relatando o desenvolvimento do receptor e as observações do teste. “Com base nessas experiências, gostaria de continuar a dedicar mais esforços ao avanço da astronomia por meio do desenvolvimento de instrumentos.”
Essa tecnologia de banda larga tornou possível observar as nuvens moleculares interestelares ao longo da Via Láctea com mais eficiência usando o radiotelescópio de 1,85 m. Além disso, o alargamento da largura de banda do receptor é listado como um dos itens de alta prioridade no Roteiro de Desenvolvimento do ALMA, que visa melhorar ainda mais o desempenho do ALMA. Espera-se que essa conquista seja aplicada ao ALMA e outros grandes radiotelescópios, e que dê uma contribuição significativa para aprimorar nossa compreensão da evolução do Universo.
Publicado em 09/07/2021 09h42
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