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ALMA Logra sus Observaciones de Mayor Resolución

  • ALMA Logra Récord: Observaciones astronómicas con la mayor resolución alcanzada hasta ahora.

  • Innovadora Técnica de Calibración: Éxito técnico con la técnica "banda a banda" en una prueba crucial.

Esta imagen de R Leporis, una estrella en las etapas finales de su evolución, es la imagen de mayor resolución jamás lograda con ALMA. Tiene una resolución angular de 5 milisegundos de arco, equivalente a ver un autobús de 10 metros de largo en la Luna. Esto se logró utilizando los receptores ALMA Band 10 (alta frecuencia) y una configuración de conjunto con una longitud de línea de base máxima de 16 km, así como una novedosa técnica de calibración. La emisión de ondas submilimétricas desde la superficie estelar se muestra en naranja y las emisiones de máser de cianuro de hidrógeno a 891 GHz se muestran en azul. Las observaciones muestran que la estrella está rodeada por una estructura de gas en forma de anillo y que el gas de la estrella escapa al espacio circundante.

Crédito:

ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Y. Asaki et al.
R Leporis fotografiado por ALMA. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Y. Asaki et al.

En una impactante imagen astronómica, una mancha brillante y colorida destaca en el centro, delineada por capas amorfas de amarillo, rosa y azul. ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), en colaboración con ESO y otros observatorios destacados, ha alcanzado un hito al lograr las observaciones de mayor resolución desde su inicio.


Durante una prueba técnica, un equipo internacional de expertos, compuesto por el Observatorio Conjunto ALMA (JAO), el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ), el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) de EE.UU. y ESO, capturó imágenes detalladas de una estrella evolucionada con una resolución de 5 milisegundos de arco. Esta hazaña equivale a observar un autobús de 10 metros de longitud en la Luna.

En nuevas observaciones que llevaron las capacidades de ALMA al extremo, los investigadores tuvieron que desarrollar un nuevo método de calibración para obtener la imagen de mayor resolución jamás vista con ALMA. En este método, llamado banda a banda, las fluctuaciones atmosféricas se compensan observando un calibrador cercano en ondas de radio de baja frecuencia, mientras que el objetivo se observa con ondas de radio de alta frecuencia. La imagen insertada arriba a la derecha muestra la imagen de ALMA de R Leporis que alcanzó la resolución más alta de 5 milisegundos de arco. La emisión de ondas submilimétricas desde la superficie estelar se muestra en naranja y las emisiones de máser de cianuro de hidrógeno a 891 GHz se muestran en azul. La imagen insertada arriba a la izquierda muestra una observación previa de la misma estrella usando una configuración de matriz diferente con menos distancia entre las antenas y sin el método de banda a banda, lo que da como resultado una resolución de 75 milisegundos de arco. La resolución anterior es demasiado basta para especificar las posiciones de cada uno de los dos componentes de emisión.

Crédito:
ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Y. Asaki et al.
Método de calibración utilizado para lograr la imagen de más alta resolución con ALMA. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Y. Asaki et al.

ALMA, con sus 66 antenas estratégicamente ubicadas en la meseta de Chajnantor, Chile, ha demostrado su capacidad de observación al máximo. La resolución mejoró al utilizar la configuración más extendida del conjunto, con una separación máxima entre antenas de 16 km. Estas imágenes fueron capturadas mediante receptores de Banda 10, permitiendo observaciones en frecuencias de hasta 950 GHz, el límite superior para el conjunto.


A pesar de que los receptores de Banda 10 están en servicio desde 2014, las observaciones de esta magnitud exigieron esperar la validación de la innovadora técnica de calibración llamada "banda a banda". La dificultad inherente a estas observaciones extremas se superó en una prueba técnica en 2021, cuando se observó la estrella evolucionada R Leporis utilizando un núcleo galáctico brillante como calibrador. Aunque distante, este núcleo galáctico aparece cercano a R Leporis en el cielo.


Este logro técnico, detallado en el Astrophysical Journal hoy, fue posible gracias al apoyo crucial del personal de ESO, que participó en las observaciones de prueba, los experimentos previos y el desarrollo de la novedosa técnica de calibración. ALMA continúa desafiando los límites de la exploración astronómica, proporcionando una ventana sin precedentes a los misterios del universo.

 

Referencia: Este resultado se presentó en un artículo titulado “Campaña de línea de base larga de alta frecuencia de ALMA en 2021: imágenes de ondas submilimétricas de mayor resolución angular para la estrella R Lep rica en carbono” que aparecerá en Astrophysical Journal (doi:10.3847/1538-4357 / acf619 ).


El equipo está compuesto por Y. Asaki (JAO; NAOJ; SOKENDAI), L. Maud (ESO; Universidad de Leiden), H. Francke (JAO), H. Nagai (NAOJ), D. Petry (ESO), EB Fomalont ( NRAO), E. Humphreys (JAO; ESO), AMS Richards (Universidad de Manchester), KT Wong (IRAM; Universidad de Uppsala), W. Dent (JAO), A. Hirota (JAO; NAOJ), JM Fernández (Observatorio Lowell ), S. Takahashi (NAOJ) y AS Hales (JAO; NRAO).


Un estudio técnico previo, previo a la Campaña 2021, se puede encontrar en: “Campaña de línea de base larga de alta frecuencia de ALMA en 2019: Observaciones en banda 9 y 10 dentro de banda y banda a banda utilizando las líneas de base más largas de ALMA”, publicado en el Astrophysical Journal en agosto de 2023 (doi: 10.3847/1538-4365/acd6f1).


ALMA es una asociación de ESO (que representa a sus estados miembros), NSF (EE. UU.) y NINS (Japón), junto con NRC (Canadá), NSTC y ASIAA (Taiwán) y KASI (República de Corea), en cooperación con la República. de Chile. El Observatorio Conjunto ALMA es operado por ESO, AUI/NRAO y NAOJ.

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