Matriz muy pequeña

El Very Small Array ( VSA ) era un radiotelescopio interferométrico de 14 elementos que operaba entre 26 y 36 GHz y se utilizaba para estudiar la radiación cósmica de fondo de microondas . Fue una colaboración entre la Universidad de Cambridge , la Universidad de Manchester y el Instituto de Astrofísica de Canarias ( Tenerife ), y estaba ubicado en el Observatorio del Teide en Tenerife . El conjunto fue construido en el Observatorio de Radioastronomía Mullard por el Grupo de Astrofísica Cavendish y el Observatorio Jodrell Bank , y fue financiado por PPARC (ahora STFC ). El diseño se basó en gran medida en el Telescopio de Anisotropía Cósmica . ^{[ 1 ] [ 2 ]}

El telescopio era comparable en términos de capacidades a varios otros experimentos de CMB, incluidos BOOMERanG y MAXIMA basados ​​en globos , y DASI y CBI basados ​​en tierra . ^{[ 3 ]}

El telescopio consta de 14 elementos (que generan 91 líneas base), cada uno con una antena reflectora de bocina que enfoca las señales astrofísicas en receptores individuales ( amplificadores HFET pseudomórficos , con una temperatura del sistema de alrededor de 25 K y una temperatura física de 12 K, ^{[ 1 ]} basados ​​en un diseño NRAO ). ^{[ 4 ]} Los elementos separados se combinan mediante un correlador para formar una matriz de síntesis de apertura . ^{[ 4 ]} Los elementos están montados sobre una mesa basculante, capaz de seguir el cielo y de inclinarse hasta 35 grados desde el cenit. ^{[ 1 ]}

El telescopio se ha utilizado en tres configuraciones diferentes: "compacta", "extendida" y "superextendida", cada una de las cuales difiere en la distancia de separación entre los elementos (la diferencia entre compacta y extendida es un factor de 2,25) y el tamaño de las antenas. ^{[ 1 ]} Mientras que el conjunto compacto tiene antenas de 143  mm de diámetro, el conjunto extendido utiliza  antenas de 322 mm de diámetro. ^{[ 5 ]} Esto significa que el conjunto compacto tiene un haz primario de 4,5 grados y una resolución de 30 minutos de arco (multipolos entre 100 y 800), mientras que el conjunto extendido tiene un haz primario de 2 grados, una resolución de 12 minutos de arco y, por lo tanto, puede observar multipolos entre 250 y 1500. ^{[ 6 ]} El conjunto extendido también es un factor de 5 más sensible que el conjunto compacto. ^{[ 5 ]} El conjunto súper extendido podrá medir multipolos de hasta 3000, ^{[ 7 ]} y tiene  espejos de antena de 550 mm. Los amplificadores de la etapa frontal también se actualizaron. ^{[ 8 ]}

El telescopio puede sintonizarse a frecuencias entre 26 y 36 GHz, con un ancho de banda de 1,5 GHz, lo que significa que puede realizar observaciones en diferentes frecuencias. ^{[ 9 ]}

También incluye dos  radiotelescopios de 3,7 m, que también operan a 30 GHz, ^{[ 10 ]} dedicados al monitoreo de fuentes en primer plano. ^{[ 3 ]} Estas antenas de sustracción de fuentes se actualizaron a otras más precisas después de la primera serie de observaciones, para permitir el monitoreo de fuentes mucho más débiles que antes. ^{[ 5 ]}

Tanto los platos sustractores de la fuente como el propio VSA están rodeados por grandes blindajes metálicos de tierra. ^{[ 2 ]}

Como el VSA es un interferómetro , mide directamente el espectro de potencia angular del CMB, en lugar de tener que construir primero un mapa del cielo. ^{[ 2 ] [ 11 ]}

Los campos observados con el VSA fueron elegidos para minimizar la cantidad de fuentes de radio brillantes y grandes cúmulos en el campo (estos últimos para evitar el efecto Sunyaev-Zel'dovich ), así como para evitar la contaminación por emisión de nuestra galaxia . ^{[ 7 ]} Las fuentes puntuales de radio presentes en los campos del VSA fueron observadas con el Telescopio Ryle a 15 GHz, y luego monitoreadas por los sustractores de fuentes del VSA durante las observaciones del VSA. ^{[ 3 ]}

En la configuración de matriz compacta, el telescopio observó tres áreas del cielo de 7×7 grados con alta precisión ^{[ 1 ]} en una sesión de observación entre agosto de 2000 y agosto de 2001. ^{[ 12 ]} Estas observaciones se tomaron a la frecuencia más alta del telescopio, centrada en 34 GHz, para reducir la contaminación del primer plano. ^{[ 9 ]} También se observó otra área más grande del cielo, pero con menor precisión. ^{[ 9 ]} Los datos de estas observaciones se redujeron de forma independiente en las tres instituciones involucradas. ^{[ 4 ]} Los resultados de estas observaciones se publicaron en una serie de cuatro artículos en 2003; los de Watson et al., Taylor et al., Scott et al. y Rubino-Martin et al. (ver Referencias más abajo). Los resultados clave fueron los espectros de potencia del Fondo Cósmico de Microondas entre multipolos de 150 y 900, ^{[ 11 ]} y los límites resultantes en los parámetros cosmológicos cuando se combinan con datos de observaciones de otros experimentos. ^{[ 13 ]}

La segunda sesión de observación se llevó a cabo entre septiembre de 2001 ^{[ 12 ]} y julio de 2003, utilizando el conjunto extendido. ^{[ 14 ]} Los primeros resultados del conjunto extendido se publicaron como una Carta en 2003, simultáneamente con las primeras cuatro publicaciones, utilizando datos tomados hasta abril de 2002. Las secciones del cielo observadas se ubicaron dentro de los campos observados previamente, con mediciones más precisas y detalladas. El resultado fue un espectro de potencia mejorado del CMB, que se extiende hasta un multipolo de 1400, ^{[ 5 ]} y parámetros cosmológicos refinados. ^{[ 15 ]} El segundo conjunto de resultados se publicó en 2004 y consistió en las observaciones originales más observaciones tomadas en las mismas regiones del cielo, así como observaciones en tres nuevas regiones. Esto produjo mediciones de los espectros de potencia del CMB hasta l de 1500 mucho más precisas que anteriormente, ^{[ 7 ]} y estimaciones de parámetros cosmológicos más precisas. ^{[ 16 ]}

Las observaciones con el VSA continuaron hasta finales de agosto de 2008, utilizando la configuración Super-Extendida. Además, el Telescopio Ryle se actualizó para detectar fuentes puntuales de menor flujo, y el receptor OCRA en un telescopio en Polonia se utilizará para sustraer con mayor precisión las fuentes puntuales. ^{[ 8 ]}

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