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Investigadores de U. de Chile buscan mejorar la observación del radiotelescopio más grande del mundo

Tecnología desarrollada por el Departamento de Astronomía de la Casa de Bello iniciará una segunda etapa de pruebas en la gigantesca obra de ingeniería de 500 metros de diámetro. La iniciativa, que ahora instalará una antena en la cabina central del telescopio, busca eliminar por completo la abundante interferencia electromagnética que hoy representa el 99 por ciento de los registros realizados por este equipo. El proyecto, impulsado junto a investigadores del Observatorio Astronómico Nacional de China, podría optimizar las mediciones de todos los radiotelescopios de un solo plato existentes en el mundo.

FAST, el radiotelescopio más grande del mundo, explora fenómenos del universo que emitan ondas de radio de baja intensidad y ayuda en la búsqueda de señales de vida extraterrestre.

FAST, el radiotelescopio más grande del mundo, explora fenómenos del universo que emitan ondas de radio de baja intensidad y ayuda en la búsqueda de señales de vida extraterrestre.

El proyecto, liderado por el profesor Ricardo Finger, comenzará una nueva etapa de pruebas para un filtro de interferencia electromagnética que permitirá mejorar la observación astronómica.

El proyecto, liderado por el profesor Ricardo Finger, comenzará una nueva etapa de pruebas para un filtro de interferencia electromagnética que permitirá mejorar la observación astronómica.

En la nueva etapa de este proyecto, la antena para captar la interferencia electromagnética de origen humano se instalará en la cabina central del radiotelescopio, la que se aprecia en esta imagen.

En la nueva etapa de este proyecto, la antena para captar la interferencia electromagnética de origen humano se instalará en la cabina central del radiotelescopio, la que se aprecia en esta imagen.

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Radiotelescopio FAST

El radiotelescopio FAST, el más grande del mundo, a fines de 2017 instalaba en una de sus torres un equipo desarrollado por el Departamento de Astronomía de la U. de Chile (DAS) que buscaba filtrar la abundante interferencia electromagnética de origen humano que contamina los registros astronómicos de esta gigantesca obra de ingeniería. Sin embargo, las enormes dimensiones del radiotelescopio, la geografía del área y la distancia de la antena receptora de esta tecnología, ubicada en una de las torres que soporta esta plataforma, de la cabina central de observación limitaron su capacidad de “limpieza” de la interferencia electromagnética.

Por esta razón, a partir de este año, los investigadores de la U. de Chile comenzarán un proyecto junto a científicos del Observatorio Astronómico Nacional de China para optimizar la filtración de este equipo que ya fue probado con éxito en las instalaciones del Observatorio Cerro Calán de la Universidad de Chile. Ricardo Finger, académico del DAS que lidera la iniciativa, señala que en esta nueva etapa "la antena de referencia que detecta las ondas de radio terrestre será instalada en la cabina central del radiotelescopio, Ese sería el lugar ideal para conseguir una correlación sincronizada entre las señales que registra la antena y las provenientes del universo que capta el plato parabólico. Creemos que puede mejorar bastante el desempeño de nuestro filtro".

El astrónomo de la U. de Chile agrega que el proyecto también contempla “la clasificación de los niveles de posible contaminación en los registros astronómicos y determinar cuáles son las posibles fuentes de contaminación, como una señal de radar de un avión o la señal de un teléfono celular. Crear ese ranking en tiempo real es casi tan bueno como la aplicación del filtro, porque uno después -sobre la base de algoritmos- podría afinar la utilidad y calidad de los datos astronómicos. Podría disminuir el porcentaje de error en la información que se estudia para la observación astronómica.

¿Cómo funcionará el filtro?

Ricardo Finger explica que la tecnología consiste en un filtro de interferencia con el que no se pierde señal astronómica. “Es un comparador. La antena de referencia detecta las señales del horizonte terrestre. Un supercomputador, que tiene la capacidad de analizar a muy alta velocidad, compara la señal que está recibiendo ésta con la que está recibiendo el telescopio. Esas señales deberían ser completamente distintas, pero a veces hay una correlación entre ambas, y cuando aparece esa señal en ambas, eso significa que hubo interferencia electromagnética y contaminó la observación astronómica. Nuestro filtro elimina esas coincidencias”, detalla. Actualmente, agrega, “la cantidad de falsos positivos es muy alto. Esta tecnología podría mejorar la eficiencia de observación en un 99 por ciento, eliminando por completo el ruido electromagnético producido por humanos”.

Señala además que es un instrumento particularmente útil para todos los radiotelescopios de baja frecuencia. “Los telescopios a los que más afecta la interferencia son aquellos que observan en frecuencias en las que hay comunicaciones humanas, que se mueven bajo los 10 gigahertz. El interferómetro ALMA, por ejemplo, está en los cientos de gigahertz, frecuencias donde no hay comunicaciones comerciales. Pero hay una gran familia de telescopios de un solo plato que podrían mejorar su observación. Arecibo era uno. Hoy los más importantes son Green Bank y Owen Valley, en Estados Unidos; Parkes en Australia; y Jodrell Bank, cerca de Manchester, en Inglaterra”.

El misterio de las ráfagas rápidas de radio

El radiotelescopio, ubicado en la provincia de Guizhou, en el suroeste de China, se ha transformado en una de las principales apuestas del ambicioso programa espacial con el cual China aspira a liderar el área de innovación científica. Su principal misión será detectar la existencia de hidrógeno neutro en galaxias distantes, púlsares lejanos y ondas gravitacionales de baja intensidad, además de ayudar en la búsqueda de señales de vida extraterrestre.

Si bien la tecnología desarrollada por la Casa de Bello permitirá mejorar la observación general de este radiotelescopio, la mayor utilidad del equipo será para la observación de las ráfagas rápidas de radio (FRB, por su sigla en inglés), que son ondas de radio que duran muy poco, sólo algunos milisegundos. "Nuestro trabajo va a apoyar principalmente la detección de estas ondas y evitar que interferencia electromagnética de origen humano sea confundida con fuentes astronómicas", explica Ricardo Finger, quien señala que aún se conoce muy poco de este fenómeno descubierto hace poco más de una década. 

Señala, sin embargo, que hallazgos recientes indican que se trataría de magnetares, estrellas de neutrones que tienen un camPo magnético muy intenso y están hechas del material más denso imaginable en la naturaleza. "Por qué se produce un flash que dura algunos milisegundos todavía no es claro. Quizás puede ser una especie de terremoto estelar que genera una eyección de energía, tal como el sol genera eyecciones coronales. Se piensa que quizás estos magnetares pueden emitir pulsos de energía que se transforman en estas ondas de radio", plantea.

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