El radiotelescopio ASKAP es un conjunto de radiotelescopios ubicado en Inyarrimanha Ilgari Bundara, el Observatorio de Radioastronomía Murchison de la CSIRO , en la región del Medio Oeste de Australia Occidental . Su construcción comenzó en 2009 y finalizó en 2019, momento en el que se iniciaron los principales proyectos de investigación. Se prevé que estos proyectos concluyan en 2030.
La instalación comenzó como un demostrador tecnológico para el Square Kilometre Array (SKA), un radiotelescopio internacional planificado que será más grande y más sensible. [ 1 ] El sitio ASKAP ha sido seleccionado como una de las dos ubicaciones centrales del SKA. [ 2 ]
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 . [ 3 ] La construcción comenzó a finales de 2009 y la primera luz se encendió en octubre de 2012. [ 4 ] [ 5 ]
ASKAP consta de 36 antenas parabólicas idénticas , cada una de 12 m (39 pies) de diámetro, que funcionan conjuntamente como un único interferómetro astronómico con un área de captación total de aproximadamente 4000 m² (43 000 pies cuadrados ) . Cada antena está equipada con un alimentador de matriz en fase (PAF), lo que aumenta significativamente el campo de visión . Este diseño proporciona una alta velocidad de exploración y una gran sensibilidad.
ASKAP observa tres clases de proyectos:
- Proyectos de investigación científica, para los cuales se diseñó principalmente el telescopio. Estos ocupan al menos el 75% del tiempo de observación.
- Los proyectos del observatorio son proyectos gestionados por el propio observatorio en beneficio de la comunidad en general. Todos los datos generados por estos proyectos se ponen a disposición del público sin ningún período de exclusividad.
- Proyectos de ciencia invitada, que son propuestos por los usuarios a través del proceso normal de propuestas de la Instalación Nacional del Telescopio de Australia.
Descripción
El desarrollo y la construcción de ASKAP fueron liderados por CSIRO Space and Astronomy, en colaboración con científicos e ingenieros de los Países Bajos, Canadá y Estados Unidos, así como con colegas de universidades australianas y socios industriales en China. [ 4 ]
Diseño
La construcción y el montaje de los platos se completaron en junio de 2012. [ 6 ]
ASKAP fue diseñado como un telescopio sinóptico con un amplio campo de visión , un gran ancho de banda espectral , una velocidad de exploración rápida y un gran número de líneas base simultáneas . [ 7 ] El mayor desafío técnico fue el diseño y la construcción de los alimentadores de matriz de fase , que no se habían utilizado previamente para la radioastronomía, y por lo tanto presentaron muchos desafíos técnicos nuevos, así como la mayor tasa de datos encontrada hasta ahora en un radiotelescopio.
ASKAP está ubicado en el distrito de Murchison , en Australia Occidental, una región extremadamente "radio silenciosa" debido a la baja densidad de población y la consiguiente falta de interferencia radioeléctrica (generada por la actividad humana) que, de otro modo, interferiría con las débiles señales astronómicas . [ 8 ] Esta ubicación radio silenciosa está reconocida como un recurso natural y está protegida por el Gobierno Federal Australiano y el Gobierno del Estado de Australia Occidental mediante diversas medidas regulatorias.
Los datos de ASKAP se transmiten desde el observatorio a una supercomputadora (que actúa como correlacionador de radio ) en el Centro de Investigación de Supercomputación Pawsey en Perth . [ 9 ] Los datos se procesan casi en tiempo real mediante un procesador de canalización que ejecuta un software diseñado específicamente para ello. [ 10 ] Todos los datos se ponen a disposición del público después de que los diez equipos científicos del Sondeo ASKAP realicen controles de calidad.
Proyectos de investigación científica

Durante el funcionamiento completo de ASKAP, al menos el 75% de su tiempo de observación se utiliza para grandes proyectos de investigación científica [ 11 ] ASKAP está diseñado para estudiar los siguientes temas: [ 12 ]
- Formación de galaxias y evolución del gas en el Universo cercano mediante estudios extragalácticos de HI.
- Evolución, formación y población de galaxias a lo largo del tiempo cósmico mediante estudios continuos de alta resolución.
- Caracterización del cielo radioeléctrico transitorio mediante la detección y el monitoreo (incluyendo VLBI ) de fuentes transitorias y variables , y
- Evolución de los campos magnéticos en las galaxias a lo largo del tiempo cósmico mediante estudios de polarización.
Se seleccionaron ocho (inicialmente diez) proyectos científicos de la encuesta ASKAP para que fueran el foco principal de la observación, y ocupan al menos el 75% del tiempo de observación. [ 13 ] Son los siguientes:
Máxima prioridad
Prioridad más baja
- CRAFT: Encuesta sobre transitorios rápidos ASKAP en tiempo real de Comensal
- DINGO: Investigaciones profundas sobre los orígenes de los gases neutros [ 18 ]
- FLASH: El primer estudio de absorción a gran escala en HI [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]
- GASKAP: El estudio de líneas espectrales ASKAP galáctico [ 22 ]
- ZAMBU: Estudio del cielo de polarización del magnetismo del universo [ 23 ]
- VAST: Una encuesta ASKAP sobre variables y transitorios lentos [ 24 ]
Proyectos de observatorio
Encuesta rápida continua ASKAP (RACS)
Desde 2019, ASKAP realizó un estudio rápido de todo el cielo hasta la declinación +40°, para proporcionar un modelo superficial del cielo radioeléctrico que facilite la calibración de estudios profundos posteriores de ASKAP, además de constituir un valioso recurso 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 estudios radioeléctricos comparables como NVSS y SUMMS , pero menos profundo que EMU , cuya finalización llevará más tiempo. Todos los datos resultantes, incluidas las imágenes, los catálogos y las visibilidades calibradas, son de dominio público.
El estudio inicialmente cartografió tres millones de galaxias en 300 horas, un millón de las cuales son nuevas. [ 25 ] [ 26 ]
RACS consta de tres subproyectos:
- RACS-low, centrado en 887,5 MHz, con una resolución de aproximadamente 18 * 12 segundos de arco. [ 25 ] [ 26 ]
- RACS-mid, centrado en 1367,5 MHz, con una resolución de aproximadamente 10 * 8 segundos de arco. [ 27 ]
- RACS-high, centrado en 1655,5 MHz, con una resolución de aproximadamente 9 * 6 segundos de arco. [ 28 ]
Sondeo del Universo con Baja Resolución Temporal (LOTRUN)
LOTRUN [ 29 ] es un proyecto liderado por un observatorio que utiliza la instalación de alta resolución temporal ASKAP CRACO [ 30 ] para buscar fuentes de radio variables en el tiempo. Sondeará el cielo radioeléctrico galáctico en escalas de tiempo inferiores al segundo. Al ser un proyecto liderado por un observatorio, todos los datos se pondrán a disposición del público tan pronto como se procesen y validen. Los proyectos de sondeo científico CRAFT y VAST también sondean el cielo radioeléctrico variable en el tiempo, pero en una escala temporal diferente, por lo que LOTRUN ocupa una parte del espacio de parámetros hasta ahora no explorada. El objetivo de LOTRUN es observar repetidamente varias trayectorias hacia el plano galáctico interior, dedicando varias horas a cada una. Esto proporcionará un sondeo imparcial para estudios como la búsqueda de transitorios de largo período .
Fases de construcción y operación
Construcción
La construcción de ASKAP comenzó en 2009.
Matriz de pruebas de ingeniería de Boolardy
Una vez completadas seis antenas y equipadas con alimentadores de matriz en fase y electrónica de procesamiento, la matriz recibió el nombre de Boolardy Engineering Test Array (BETA). [ 31 ] BETA operó desde marzo de 2014 hasta febrero de 2016. Fue el primer radiotelescopio de síntesis de apertura en utilizar tecnología de alimentación de matriz en fase, lo que permitió la formación de hasta nueve haces de doble polarización. Se realizaron una serie de observaciones astronómicas con BETA para probar el funcionamiento de los alimentadores de matriz en fase y para ayudar en la puesta en marcha y operación del telescopio ASKAP final.
Mejora del diseño
Los primeros prototipos de alimentadores de matriz en fase (PAF) demostraron que el concepto funcionaba, pero su rendimiento no era óptimo. Entre 2013 y 2014, mientras la matriz BETA estaba operativa, se rediseñaron secciones importantes de ASKAP para mejorar su rendimiento en un proceso conocido como mejora del diseño de ASKAP (ADE). Los principales cambios fueron:
- Mejorar el diseño del receptor para proporcionar una temperatura del sistema más baja que sea aproximadamente constante en todo el ancho de banda de los receptores.
- Sustituir los chips FPGA del procesador digital por chips más rápidos con menor consumo de energía.
- Sustituya el sistema de refrigeración por agua del PAF por un sistema de estabilización de temperatura Peltier más fiable.
- Sustituir la transmisión de señal coaxial entre las antenas y la estación 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.
- Sustituya 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 esto estaba justificado, ya que el sistema resultante tenía un mejor rendimiento, era más económico y más fiable. El primer ADE PAF se instaló en agosto de 2014. Para abril de 2016, se habían instalado nueve ADE PAF, junto con el nuevo correlador ADE, y en los años siguientes se fueron instalando progresivamente más PAF en las antenas restantes.
Ciencia temprana
Entre 2015 y 2019, se llevó a cabo una serie de Proyectos Científicos Tempranos de ASKAP [ 32 ] en nombre de la comunidad astronómica, abarcando todas las áreas de la astrofísica, con los objetivos principales de demostrar las capacidades de ASKAP, proporcionar datos a la comunidad astronómica para facilitar el desarrollo de técnicas y evaluar el rendimiento y las características del sistema. El programa de ciencia temprana dio como resultado la publicación de varios artículos científicos en revistas revisadas por pares, además de contribuir a la puesta en marcha del instrumento y orientar la planificación de los principales proyectos de observación.
Estudios piloto
Cada uno de los diez proyectos del programa Science Survey fue invitado a presentar una propuesta para un estudio piloto con el fin de probar estrategias de observación. Estas observaciones piloto se llevaron a cabo entre 2019 y 2020 y dieron como resultado importantes hallazgos astrofísicos, incluido el descubrimiento de círculos de radio extraños .
Operaciones de reconocimiento completo
Los diez proyectos del programa Science Survey comenzaron sus observaciones en 2020 y se espera que estén terminados para 2030.
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 de los bariones faltantes . [ 33 ] [ 34 ]
En 2021, durante el estudio piloto ASKAP EMU , se descubrió en ASKAP una nueva clase de objetos astronómicos llamados círculos de radio extraños (ORC). [ 35 ] [ 36 ]
Véase también
Referencias
- ↑ "Hoja informativa de SKA para periodistas" (PDF) . Oficina de Desarrollo de Proyectos de SKA (SPDO) . Skatelescope.org . Consultado el 13 de abril de 2011 .
- ↑ "Informe del Grupo de Trabajo sobre Opciones de Ubicación del SKA" (PDF) . Organización SKA . Skatelescope.org. 14 de junio de 2012.
- ↑ "Instalación Nacional del Telescopio de Australia" . CSIRO . Consultado el 13 de abril de 2011 .
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Enlaces externos
- Sitio web oficial
- Página principal de CSIRO
- Sitio web del proyecto SKA de Australia y Nueva Zelanda (anzSKA)
- Sitio web internacional de SKA
- El Centro Pawsey
- Condado de Murchison
- radiotelescopios
- Matriz de kilómetros cuadrados
- CSIRO
- Infraestructura finalizada en 2012.
- Establecimientos en Australia en 2009
- Observatorios astronómicos en Australia Occidental
- telescopios interferométricos