radio: la escuchamos y nos permite...

RADIO: la escuchamos y nos permite investigar

Mariela A. Corti 1,2

(1) Instituto Argentino de Radioastronomía, CONICET

(2) Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas, UNLP

Newton, alrededor de 1666, fue el primero en realizar estudios espectroscópicos sobre la luz, observando los colores que se producen cuando ésta pasa a través de un prisma

Frecuencia ν : Número de ondas por segundo

ν : frecuencia λ: longitud de onda

λ.ν = constante

Se llama radiación electromagnética, a la energía transportada por una onda, emitida por distintos objetos. En nuestro caso los objetos son cuerpos celestes tales como estrellas, nebulosas, planetas, etc.

-6 -4 -2 0 2 4 6

-1

-0.5

0

0.5

1

x

sin (x)

amplitud longitud de onda

Ray

os g

ama

Ray

os X

Ultr

avio

leta

Vis

ible

Infr

arro

jo Radio

ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

La luz que pueden percibir nuestros ojos, ocupa una pequeña porción de todas las emisiones electromagnéticas conocidas. Las emisiones se ordenan según la frecuencia (creciente de derecha a izquierda).

0.000001 0.0002 0.004 0.007 1.0 Longitud de onda (en mm)

Frecuencia (en Hertz) 3 1019 1.5 1016 3 1012 4.3 1014 7.5 1014

Ray

os g

ama

Ray

os X

Ultr

avio

leta

Infr

arro

jo

Radio

Tierra

Atmósfera

Vis

ible

Muy poca radiación alcanza la superficie de la Tierra. Las ondas largas de radio rebotan en la Ionosfera.

Las radiaciones gama, X, Ultravioleta y la mayor parte del Infrarrojo son absorbidas en la atmósfera.

INFRA- RROJO

ULTRA-VIOLETA VISIBLE

Karl Jansky-1932

Interferencias en las comunicaciones de radio

radiación de ondas de radio provenientes del espacio exterior

Mediante el uso de antenas y equipo electrónico sofisticado, a principio de los años 1950 se detectó por primera vez la radiación emitida por el átomo de hidrógeno del MIE.

El medio interestelar emite principalmente en ondas de radio

Nebulosa brillante

Ondas de Radio

Luz Visible

Nube de Polvo

Las radiaciones en el rango de radiofrecuencias provenientes del espacio exterior que pueden ser detectadas

desde la superficie de la tierra,se extienden aproximadamente desde 30MHz (λ=10mts.) hasta unos

300GHz (λ= 3mm.).

¿Cómo se producen estas radiaciones?

Dependiendo de las condiciones físicas a las que está sometido el medio interestelar, las radiaciones

provienen de:

Transiciones entre niveles cuánticos de átomos o moléculas

Partículas cargadas aceleradas

emisión de líneas espectrales

emisión en el continuo

Observando las líneas espectrales, se puede analizar:

•  la composición química del medio interestelar

•  deducir la cantidad de materia presente

•  conocer cómo se está moviendo una región del medio interestelar con respecto al observador.

La línea espectral más utilizada para la observación del medio interestelar es la

correspondiente al Hidrógeno Neutro: HI

El HI emite en radio con una frecuencia de:

1420Mhz

La Emisión del Hidrógeno

REPRESENTACIÓN DEL ÁTOMO DE

HIDRÓGENO

protón +

electrón -

FOTÓN LONGITUD DE ONDA: 21 cm

Radio-imagen en ondas milimétricas de

una región de estrellas en formación

(zonas rojas)

¿Cómo se forman las Radio-imágenes?

PERFIL

ÁREA

RADIO IMAGEN

Nebulosa del Cangrejo

D

Haz ~ λ / D

D

Hazi ~ λ / Li

D

D

L1

L2

Resolución Angular

DS

VLBI

Antena de 100 m de Effelsberg, Alemania, con sus focos primarios y secundario

Mapa de GS263-02+45 tomado con el radiotelescopio del IAR.

Mapa de GS263-02+45 tomado con el radiotelescopio de Parkes

GS263-02+45: •  MasaHI = 1.1 ± 0.5 x 106Msol •  Masa T = 1.5 ± 0.7 x 106Msol •  n0 = 0.6 ± 0.3 cm-3 •  Edad = (1 – 3) x 107 años •  Ek = 0.5 x 1051 Ergios

Es un emprendimiento científico-tecnológico en el campo de la Astronomía, impulsado por Argentina y Brasil, sobre la base de una contribución igualitaria por parte de ambos países.

La finalidad del mismo es la instalación y operación en una región de la Puna, de una antena que permita realizar observaciones en las bandas milimétrica y submilimétrica del espectro electromagnético.

LLAMA: Long Latin American Millimeter Array

Ubicación de LLAMA

Diámetro=12 m Peso= 108 ton Compañia Vertex (ALMA)‏ Diseñada para operar entre 0,3 mm ≤ λ ≤ 10 mm

Argentina: Infraestructura, bienes de capital Brasil: Bienes de capital

Rango inicial de frecuencias 85 a 500 GHz (0,6 mm ≤ λ ≤ 3 mm)

a) Como parte de un Sistema de VLBI asociado a ALMA, APEX, ASTE y/o CCAT, alcanzaría resoluciones angulares del orden de 1 mili-segundo de arco (0”.001) en longitudes de onda de 1mm (300 GHz). (x 10 ALMA) (¡¡ $1 a 4325 km!!)

b) Como parte de la Red Global Milimétrica de VLBI podría alcanzar resoluciones angulares del orden de 20 microsegundos de arco (0”.00002) a la misma frecuencia. Esta resolución angular es unas 5000 veces superior a la del telescopio espacial Hubble.

Modo de operación VLBI

ALMA – Alto Chorrillos

126 km

13

2 km

ALMA,ASTE,APEX,CCAT

ALMA – APEX = 2.6 km; ALMA – ASTE = 8.3 km; APEX – ASTE = 6.8 km

ü  Física Solar ü  Astrofísica de agujeros negros y discos de acreción ü  Megamasers extragalácticos de moléculas. ü  Maseres en regiones de formación estelar y en envolturas estelares ü  Evolución molecular y astrobiología ü  Evolución del medio intergaláctico mediante la observación de líneas moleculares en absorción en la dirección de cuasares ü  Estudios de procesos no-térmicos en magnetósferas estelares ü  Estructura espiral de nuestra Galaxia. ü  Formación estelar ü  Estudios de galaxias ü  Objetos del Sistema Solar y Exoplanetas ü  Objetos estelares ü  Interacción de objetos estelares con el medio interestelar

Campos de investigación: Resumen MUY breve

Conclusiones

a) Una inversión inicial “modesta” (US$ 16-17 x 106 ) permitirá una integración parcial de ambos países en un proyecto cuya inversión inicial es del orden de US$ 1400 x 106

b) Promoverá la integración científico-tecnológica regional de una manera progresiva, ya que LLAMA puede representar un primer paso de un proyecto que en el futuro requeriría de la instalación de otras antenas en Argentina o en otros países vecinos c) Es un contexto ideal para formar RRHH en Ingenieria de Materiales y en Tecnología de Microndas, con aplicaciones en Telecomunicaciones, Relevamientos de Recursos Naturales, y Microelectrónica. d) LLAMA será una facilidad abierta a los científicos del mundo, por medio de colaboraciones que puedan realizarse con colegas de Argentina y Brasil.

MUCHAS GRACIAS!!