El Australian Square Kilometer Array Pathfinder ( ASKAP ) es un conjunto de radiotelescopios ubicado en el Observatorio de Radioastronomía de Murchison (MRO) en la región del Medio Oeste de Australia Occidental . Es operado por la Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth (CSIRO) y forma parte de la Instalación Nacional del Telescopio de Australia . [1] La construcción comenzó a finales de 2009 y la primera luz fue en octubre de 2012. [2] [3]
![]() Antenas del telescopio ASKAP en el Observatorio de Radioastronomía de Murchison en Australia Occidental | |
Parte de | Instalación nacional del telescopio de Australia Observatorio de radioastronomía de Murchison Matriz de kilómetros cuadrados ![]() |
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Ubicación (es) | Australia Occidental , AUS |
Coordenadas | 26 ° 41′46 ″ S 116 ° 38′13 ″ E / 26,696 ° S 116,637 ° ECoordenadas : 26 ° 41′46 ″ S 116 ° 38′13 ″ E / 26,696 ° S 116,637 ° E ![]() |
Organización | CSIRO ![]() |
Estilo telescopio | interferómetro de radio ![]() |
Sitio web | www ![]() |
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ASKAP consta de 36 antenas parabólicas idénticas , cada una de 12 metros de diámetro, que trabajan juntas como un único interferómetro astronómico con un área total de recolección de aproximadamente 4.000 metros cuadrados. Cada antena está equipada con una alimentación de matriz en fase (PAF), lo que aumenta significativamente el campo de visión . Este diseño proporciona tanto una alta velocidad de levantamiento como una alta sensibilidad.
La instalación comenzó como un demostrador de tecnología para el Square Kilometer Array (SKA) internacional , un radiotelescopio planificado que será más grande y más sensible. [4] El sitio ASKAP ha sido seleccionado como una de las dos ubicaciones centrales de SKA. [5]
Descripción
El desarrollo y la construcción de ASKAP fueron liderados por CSIRO Astronomy and Space Science (CASS), en colaboración con científicos e ingenieros en los Países Bajos, Canadá y los EE. UU., Así como con colegas de universidades australianas y socios industriales en China. [2]
Diseño
Video externo | |
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La construcción y montaje de los platos se completó en junio de 2012. [6]
ASKAP fue diseñado como un telescopio sinóptico con un amplio campo de visión , gran ancho de banda espectral , alta velocidad de levantamiento y una gran cantidad de líneas de base simultáneas . [7] El mayor desafío técnico fue el diseño y la construcción de las fuentes de alimentación en fase , que no se habían utilizado anteriormente para radioastronomía, por lo que presentaban muchos desafíos técnicos nuevos, así como la mayor velocidad de datos encontrada hasta ahora en un radiotelescopio .
ASKAP está ubicado en el distrito de Murchison en Australia Occidental, una región que es extremadamente "radio silenciosa" debido a la baja densidad de población y la falta resultante de interferencia de radio (generada por la actividad humana) que de otra manera interferiría con señales astronómicas débiles . [8] El lugar silencioso de radio está reconocido como un recurso natural y protegido por el Gobierno del Estado de Australia Occidental y la Commonwealth de Australia a través de una serie de medidas reglamentarias.
Los datos de ASKAP se transmiten desde el MRO a una supercomputadora (que actúa como un correlacionador de radio ) en el Centro de Supercomputación Pawsey en Perth . [9] Los datos se procesan casi en tiempo real mediante un procesador de canalización que ejecuta un software especialmente diseñado. [10] Todos los datos se ponen a disposición del público después de los controles de calidad realizados por los diez equipos científicos de la encuesta ASKAP.
Proyectos científicos de encuestas
Durante los primeros cinco años de funcionamiento pleno de ASKAP, al menos el 75% de su tiempo de observación se utilizará para grandes proyectos de ciencias de la encuesta [11] ASKAP está destinado a estudiar los siguientes temas: [12]
- Formación de galaxias y evolución de gases en el Universo cercano a través de estudios extragalácticos de HI
- Evolución, formación y población de galaxias a lo largo del tiempo cósmico a través de estudios continuos de alta resolución
- Caracterización del cielo transitorio de radio a través de la detección y monitoreo (incluido VLBI ) de fuentes variables y transitorias , y
- Evolución de campos magnéticos en galaxias a lo largo del tiempo cósmico mediante estudios de polarización.
Se seleccionaron diez proyectos de ciencia de encuestas ASKAP para ejecutarse en los primeros cinco años de operaciones. [13] Ellos son:
Más alta prioridad
- EMU: Mapa evolutivo del Universo [14] [15]
- WALLABY: Estudio de campo amplio ASKAP L-Band Legacy All-Sky Blind [16] [17]
Prioridad más baja
- COSTA: objetos compactos con ASKAP: encuestas y tiempos
- CRAFT: La encuesta ASKAP sobre transitorios rápidos comensales en tiempo real
- DINGO: Investigaciones profundas de los orígenes del gas neutro [18]
- FLASH: la primera encuesta de gran absorción en HI [19]
- GASKAP: El estudio galáctico de la línea espectral ASKAP [20]
- POSSUM: Estudio del cielo de polarización del magnetismo del universo [21]
- VAST: una encuesta ASKAP para variables y transitorios lentos [22]
- VLBI: Los componentes de alta resolución de ASKAP: Cumplimiento de las especificaciones de referencia larga para el SKA
Fases constructivas y operativas
Construcción
La construcción de ASKAP comenzó en 2009.
Matriz de pruebas de ingeniería Boolardy
Una vez que se completaron 6 antenas y se equiparon con alimentadores de matriz en fase y electrónica de back-end, la matriz se denominó Boolardy Engineering Test Array (BETA). [23] BETA operó desde marzo de 2014 hasta febrero de 2016. Fue el primer radiotelescopio de síntesis de apertura que utilizó tecnología de alimentación de matriz en fase, lo que permitió la formación de hasta nueve haces de polarización dual. Se realizó una serie de observaciones astronómicas con BETA para probar el funcionamiento de las alimentaciones de matriz en fase y para ayudar a la puesta en servicio y funcionamiento del telescopio ASKAP final.
Mejora del diseño
El primer prototipo de alimentadores de matriz en fase (PAF) demostró que el concepto funcionaba, pero su rendimiento no era óptimo. En 2013-2014, mientras la matriz BETA estaba operativa, se rediseñaron secciones importantes de ASKAP para mejorar el rendimiento en un proceso conocido como mejora de diseño ASKAP (ADE). Los principales cambios fueron:
- Mejorar el diseño del receptor para proporcionar una temperatura del sistema más baja que sería aproximadamente constante en todo el ancho de banda de los receptores.
- Reemplace los chips FPGA en el procesador digital por chips más rápidos con menor consumo de energía
- Reemplace el sistema de enfriamiento de agua en el PAF por un sistema de estabilización de temperatura Peltier más confiable
- Reemplazar la transmisión de señal coaxial entre las antenas y el sitio central por un sistema en el que las señales de radiofrecuencia se modulan directamente en señales ópticas para ser transmitidas a través de fibra óptica.
- Reemplazar el complejo sistema de conversión de señales de radiofrecuencia por un sistema de muestreo directo
Aunque el ADE retrasó la finalización de ASKAP, se consideró que estaba justificado ya que el sistema resultante tenía un mejor rendimiento, era de menor costo y más confiable. .El primer ADE PAF se instaló en agosto de 2014. En abril de 2016, se instalaron nueve ADE PAF, junto con el nuevo correlador ADE, y se instalaron progresivamente más PAF en las antenas restantes durante los próximos años.
Ciencia temprana
Desde 2015 hasta 2019, se observó una serie de proyectos ASKAP Early Science [24] en nombre de la comunidad astronómica, en todas las áreas de la astrofísica, con el objetivo principal de demostrar las capacidades de ASKAP, proporcionando datos a la comunidad astronómica para facilitar el desarrollo. de técnicas, y evaluación del desempeño y características del sistema. El programa de ciencia inicial dio como resultado varios artículos científicos publicados en revistas revisadas por pares, además de ayudar a poner en marcha el instrumento y orientar la planificación de los principales proyectos de encuestas.
Encuestas piloto
Se invitó a cada uno de los diez proyectos de Science Survey a presentar una propuesta para una encuesta piloto para probar estrategias de observación. Estas observaciones de la encuesta piloto tuvieron lugar en 2019-2020 y han dado lugar a importantes resultados astrofísicos.
Encuesta rápida continua ASKAP (RACS)
De 2019 a 2020, ASKAP realizó un estudio rápido de todo el cielo hasta una declinación de + 40 °, para proporcionar un modelo poco profundo del cielo de radio para ayudar a la calibración de los estudios ASKAP profundos posteriores, además de proporcionar un recurso valioso para los astrónomos. Con una sensibilidad rms típica de 0,2-0,4 mJy / haz y una resolución espacial típica de 15-25 segundos de arco, RACS es significativamente más profundo y de mayor resolución que los levantamientos de radio comparables como NVSS y SUMMS . Todos los datos resultantes se colocarán en el dominio público.
El estudio cartografió tres millones de galaxias en 300 horas, un millón de las cuales son nuevas. [25] [26]
Operaciones de encuesta completas
Se espera que los diez proyectos de Science Survey comiencen a observarse en 2021, aunque puede haber algún ajuste y realineación de los proyectos antes de esa fecha.
Descubrimientos
En mayo de 2020, los astrónomos anunciaron una medición del medio intergaláctico utilizando seis ráfagas de radio rápidas observadas con ASKAP; sus resultados confirman las mediciones existentes del problema del barión faltante . [27] [28]
Los círculos de radio impares (ORC) son una posible "nueva clase de objeto astronómico" descubierto en ASKAP. [29]
Ver también
- Lista de radiotelescopios
- AARNet
- LOFAR
- MeerKAT
Referencias
- ^ "La instalación nacional del telescopio de Australia" . CSIRO . Consultado el 13 de abril de 2011 .
- ^ a b "ASKAP Fast Facts" (PDF) . CSIRO . Consultado el 13 de abril de 2011 .
- ^ Fingas, Jon (5 de octubre de 2012). "Australia Square Kilometer Array Pathfinder se pone en marcha como el radiotelescopio más rápido del mundo" . Engadget . Consultado el 7 de octubre de 2012 .
- ^ "Ficha técnica de SKA para periodistas" (PDF) . Oficina de Desarrollo de Proyectos SKA (SPDO) . Skatelescope.org . Consultado el 13 de abril de 2011 .
- ^ "Informe del Grupo de Trabajo de Opciones de Ubicación de SKA" (PDF) . Organización SKA . Skatelescope.org. 14 de junio de 2012.
- ^ "ASKAP News" . Atnf.csiro.au. 18 de junio de 2012 . Consultado el 18 de enero de 2013 .
- ^ "Observatorio de Radioastronomía de Murchison" . CSIRO . Consultado el 13 de abril de 2011 .
- ^ "Radiotelescopio más grande del mundo, Square Kilometer Array" . BBC Radio 4 . Consultado el 13 de abril de 2011 .
- ^ "Centro Pawsey" . iVEC. 14 de junio de 2012. Archivado desde el original el 7 de marzo de 2013.
- ^ "ASKAP Science Update, Vol. 5" (PDF) . CSIRO . Consultado el 13 de abril de 2011 .
- ^ CSIRO (8 de octubre de 2020). "Proyectos ASKAP Survey Science" .
- ^ "ASKAP Science" . CSIRO . Consultado el 8 de noviembre de 2010 .
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- ^ Osborne, Hannah. " ' Los círculos de las ondas de radio procedentes de Desconocido cósmica Fuente Odd' descubierto" . Newsweek . Consultado el 10 de julio de 2020 .
enlaces externos
- Página web oficial
- Página de inicio de CSIRO
- Sitio web del proyecto SKA (anzSKA) de Australia y Nueva Zelanda
- Sitio web internacional de SKA
- El Centro Pawsey