Radiointerferometria conveniente

La radiointerferometria è la tecnica utilizzata dai radioastronomi professionisti per creare un singolo radiotelescopio di grandi dimensioni utilizzando molte antenne più piccole. La radiointerferometria consente ai radioastronomi di ottenere immagini con maggiore risoluzione angolare, ma fino ad ora questa tecnica è stata utilizzata solo in strumenti di ricerca molto costosi….

Oggi vi presentiamo la nostra prossima sfida, sviluppare il primo sistema conveniente di radiointerferometria con i nostri radiotelescopi SPIDER!

 

 

Radiointerferometria e risoluzione angolare

L’esplorazione dell’Universo mediante il rilevamento delle onde radio ha molti vantaggi, come la possibilità di farlo durante il giorno e in condizioni meteorologiche avverse. Tuttavia, poiché la risoluzione angolare di un telescopio è direttamente proporzionale alla lunghezza d’onda, un radiotelescopio ha una risoluzione angolare molto più bassa rispetto a un telescopio ottico. Ad esempio, la risoluzione angolare viene calcolata con questa formula:

θ = 2.5 x 105 * (λ/D)

dove θ è in arcsecondi e λ (lunghezza d’onda) e D (diametro del telescopio) sono in metri.

Considerando un telescopio ottico con 50cm di diametro (0.5m) e un valore medio di λ di 550nm (5,5×10-7 m), la risoluzione angolare teorica è:

θ = 2.5 x 105 * (5.5×10-7 / 0,5) = 0.275 arcsecondi

Se vogliamo avere la stessa risoluzione angolare con un radiotelescopio che registra una lunghezza d’onda di 21 cm, dovremo risolvere questa equazione:

0.275 arcsecondi = 2.5 x 105 * (0.21 m /D)

E questo ci porta ad un diametro di 190909 metri. Ciò significa che, affinché un radiotelescopio abbia la stessa risoluzione angolare di un telescopio ottico da 50 cm, l’antenna avrebbe un diametro di 191 km, troppo grande per essere costruita! Ma usando la tecnica della radiointerferometria possiamo effettivamente creare un singolo telescopio grande quanto la distanza tra i due radiotelescopi più lontani che compongono l’array.

 

Affordable radio interferometry with SPIDER radio telescopes

 

Il vantaggio della radiointerferometria con i radiotelescopi compatti

Molti radiotelescopi sono progettati come una serie di antenne compatte anziché come un unico enorme strumento. Esempi sono i nuovi Atacama Large Millimeter Array in Cile che è composto da molte antenne da 7 e 12 metri di diametro e il Very Large Array nel New Mexico (USA) che utilizza 27 antenne da 25 metri di diametro. I radiotelescopi SPIDER utilizzano antenne più piccole, con diametri che vanno dai 2,3 ai 5 metri, e questo è uno dei motivi che li rende accessibili e alla portata anche di un budget scolastico, universitario o di un museo.

Se vuoi avere un’antenna più grande di quella da 5 metri usata nello SPIDER 500A, il costo del radiotelescopio aumenterebbe molto, soprattutto a causa dell’enorme montatura che sarebbe necessaria non solo per spostare in maniera molto precisa antenna (la precisione dei movimenti è fondamentale in radioastronomia), ma anche per far funzionare lo strumento anche in condizioni di vento, come i radiotelescopi SPIDER più compatti. Quando abbiamo studiato la possibilità di sviluppare una versione più grande del radiotelescopio SPIDER 500A, abbiamo compreso che il costo di produzione di un modello da 8 metri sarebbe superiore a 3 radiotelescopi SPIDER 500A: la radiointerferometria è la soluzione.

 

Affordable radio interferometry with SPIDER radio telescopes

 

Oggi ci imbarchiamo nella nostra prossima sfida: la radiointerferometria

Quando abbiamo sviluppato la linea di radiotelescopi SPIDER, abbiamo lanciato sul mercato la prima linea di radiotelescopi professionali ma compatti sviluppati completamente per la radioastronomia. Ora vogliamo estendere questo sviluppo nella radiointerferometria con completi array di radiotelescopi che vi consentono di fare interferometria radio con sistemi pronti all’uso. Per raggiungere questo fine, ci sono diversi obiettivi che dovremo raggiungere:

  1. Sviluppo di un Dispositivo a Fibra Ottica che, sostituendo i normali cavi RF, massimizzerà il segnale anche da antenne compatte e lo invieràanche a distanze medio-lunghe tra l’LNA e il ricevitore, per darci flessibilità nella progettazione dell’interferometro.
  2. Sviluppo del Backend Professionale BKND-Pro che, non solo fornirà una risoluzione spettrale molto elevata per i radiotelescopi ad antenna singola per applicazioni di radioastronomia e SETI, ma sarà progettato per campionare il segnale nel dominio del tempo in preparazione dell’operazione di correlazione.
  3. Sviluppo di un Dispositivo di Sincronizzazione per il timing dei radiotelescopi e per il sistema di acquisizione.
  4. Sviluppo del Correlatore che sarà in grado di acquisire dati provenienti da diversi radiotelescopi SPIDER e unire tutti i segnali per creare anche mappe radio ad alta risoluzione dell’Universo.

Pubblicheremo tutti questi sviluppi sul nostro sito Web, quindi iscrivetevi alla nostra newsletter o ai nostri canali social media per essere sicuri di avere sempre gli ultimi aggiornamenti!

 

Se volete sapere di più sul nostro sistema di radiointerferometria conveniente con i radiotelescopi SPIDER, contattateci.

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