ALMA se une a otros observatorios para crear telescopio del tamaño de la Tierra

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) continúa ampliando su capacidad y potencia al enlazarse con otros telescopios de longitudes de onda milimétricas en Europa y América del Norte en una serie de observaciones de interferometría de muy larga línea base (VLBI), por sus siglas en inglés).

Al emplear el VLBI, los datos recogidos por dos o más telescopios se combinan para formar un único telescopio virtual con un tamaño igual a la distancia geográfica comprendida entre ellos. En su más reciente experimento, ALMA junto a otros telescopios, formó un telescopio del tamaño de la Tierra con una resolución extraordinariamente alta.

Este tipo de pruebas son un paso esencial para incluir ALMA en el proyecto Event Horizon Telescope (EHT), una red mundial de telescopios de longitudes de onda milimétricas que tendrá el poder de estudiar el agujero negro supermasivo ubicado en el centro de la Vía Láctea con una precisión sin precedentes.

Antes de que ALMA pudiese participar en observaciones de VLBI, tuvo primero que ser transformado en un tipo distinto de instrumento conocido como phased array o arreglo de antenas en fase [1]. Esta nueva versión de ALMA permite a sus 66 antenas funcionar como una sola antena de 85 metros de diámetro, para luego ser parte de un telescopio VLBI mucho más grande.

La primera prueba de las capacidades de ALMA para funcionar en VLBI se llevó a cabo el 13 de enero de 2015, cuando ALMA se combinó de manera exitosa con el telescopio Atacama Pathfinder Experiment (APEX), ubicado a unos dos kilómetros del centro del conjunto de antenas de ALMA.

El 30 de marzo de 2015, ALMA alcanzó mayores distancias al enlazarse con el radiotelescopio de 30 metros del Institut de Radioastronomie Millimetrique (IRAM), situado en Sierra Nevada al sur de España. En conjunto, ambos telescopios observaron el brillante cuásar 3C 273 [2]. Los datos obtenidos se combinaron en una sola observación con una resolución de 34 microsegundos de arco. Esto es equivalente a una separación de menos de diez centímetros en la Luna, vista desde la Tierra, o menos de la mitad de un año luz si se toma como referencia la distancia al cuásar de 2.500 millones de años luz.

La observación más reciente empleando VLBI se realizó entre el 1 y el 3 de agosto de 2015 con seis de las antenas del Very Long Baseline Array (VLBA) del Observatorio Radioastronómico Nacional de Esatados Unidos (NRAO) [3]. Esta combinación de instrumentos formó un telescopio virtual del tamaño de la Tierra, el que observó el cuásar 3C 454.3, uno de los objetos más brillantes en el cielo, a pesar de encontrarse a una distancia de 7.800 millones de años luz. Estos datos fueron en una primera etapa procesados en el NRAO y en el observatorio MIT-Haystack de los Estados Unidos y análisis posteriores aún están siendo realizados por el Instituto Max Planck de Radioastronomía (MPIfR) en Bonn, Alemania.

Los nuevos logros representan un paso más hacia la realización de observaciones interferométricas globales con ALMA en el marco del programa del interferómetro Global mm-VLBI Array y del proyecto Event Horizon Telescope, siendo ALMA el elemento de mayor tamaño y sensibilidad. La integración de ALMA a la VLBI milimétrica aumentará la sensibilidad y capacidad en la obtención de imágenes de los conjuntos de VLBI ya existentes en un orden de magnitud.

Notas

[1] Los siguientes grupos e instituciones participaron en el proyecto para el arreglo en fase de las antenas de ALMA:Observatorio Radioastronómico Nacional (EE.UU), Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sinica(Taiwán), Observatorio Astronómico Nacional de Japón, Observatorio Astrofísico Smithsoniano (EE.UU), MIT Haystack (EE.UU), MPIfR (Bonn, Alemania), Observatorio Espacial de Onsala (Suecia), Universidad de Concepción(Chile) y el Joint ALMA Observatory.

[2] Las observaciones llevadas a cabo en el mes de marzo se realizaron durante una campaña de observación del proyecto EHT a una longitud de onda de 1,3 milímetros.

[3] El VLBA es un conjunto de diez antenas distribuidas a lo largo de los Estados Unidos, desde Hawái hasta la isla de Santa Cruz. Para esta observación, se utilizaron seis antenas y una longitud de onda de 3 milímetros.

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