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Testados com sucesso novos receptores do ALMA que irão investigar as nossas origens cósmicas

14 de Agosto de 2023

Uma equipa internacional de astrónomos e engenheiros do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), do qual o ESO é um parceiro, efectuou as primeiras medições utilizando os novos receptores instalados em várias antenas do ALMA. Isto significa que o ALMA pode agora observar no domínio de frequências final, nos comprimentos de onda entre 2,6 e 4,5 milímetros (67-116 GHz), para o qual foi projetado. A "Banda 2" abre agora uma nova janela para as nossas origens cósmicas, permitindo obter medições que revelam desde os processos de formação de estrelas e galáxias distantes até à origem de planetas e dos blocos constituintes da vida.

Situado no planalto de Chajnantor, no Chile, o ALMA é composto por um total de 66 antenas, cada uma equipada com um arsenal de receptores altamente sensíveis. Cada tipo de receptor está preparado para observar dentro de uma determinada banda, ou intervalo de comprimentos de onda, na região submilimétrica/milimétrica do espectro eletromagnético. No total, estas bandas cobrem uma janela que vai de 0,3 a 8,6 milímetros (950 a 35 GHz; Bandas 10 a 1, respectivamente). A Banda 2 abre uma janela completamente nova nas frequências 67-84 GHz, ao mesmo tempo que alarga a largura de banda disponível na gama de frequências 84-116 GHz, a qual está igualmente coberta pela Banda 3.

O primeiro receptor de pré-produção da Banda 2 foi instalado e testado com sucesso numa antena ALMA no início deste ano. Agora, um segundo e terceiro receptores de pré-produção de Banda 2 foram instalados noutras duas antenas ALMA, permitindo uma verdadeira interferometria: a medição do padrão de franjas que resulta da correlação de sinais múltiplos emitidos por um objeto astronómico brilhante. Este marco das "primeiras franjas" significa que os astrónomos conseguiram pela primeira vez combinar os sinais colectados por várias antenas na Banda 2. À medida que outras antenas do ALMA vão sendo equipadas com receptores de Banda 2, a quantidade de detalhes e o nível de sensibilidade irão melhorar, permitindo assim observações cada vez mais precisas do nosso Universo.

A Banda 2 do ALMA permitirá obter importantes medições do meio interestelar frio, a mistura de poeira e gás molecular que existe no espaço entre as estrelas e que alimenta a formação estelar. Além disso, o ALMA será capaz de estudar com um detalhe sem precedentes as propriedades da poeira e das moléculas em objetos que vão desde discos de formação planetária até galáxias distantes.

Mais perto de nós, os novos receptores permitirão observar moléculas orgânicas complexas em galáxias próximas, dando-nos pistas sobre como se criam condições para o início da vida. Adicionalmente, a Banda 2 ajudar-nos-á também a compreender melhor a formação planetária ao investigar a "linha de neve" do monóxido de carbono, uma região nos discos de formação planetária suficientemente afastada das estrelas centrais para que o gás se condense.

O desenvolvimento da Banda 2 foi liderado pelo ESO e incluiu parceiros do Observatório Astronómico Nacional do Japão (NAOJ), da Universidade do Chile, de vários institutos europeus e da indústria. A produção dos cartuchos dos receptores foi levada a cabo por um consórcio que incluiu a Escola de Investigação Astronómica dos Países Baixos (NOVA), o grupo de Desenvolvimento Avançado de Receptores (GARD) do Observatório Espacial de Onsala, Universidade de Chalmers, Suécia, e o Instituto Nacional Italiano de Astrofísica (INAF).

A equipa irá agora trabalhar para otimizar o desempenho dos receptores de pré-produção, procedendo seguidamente à produção completa dos restantes receptores para instalação nas 66 antenas, dando assim início a uma nova era de observações do ALMA. Em conjunto com atualizações complementares do ALMA previstas para o período de 2030, a instalação da Banda 2 permitirá uma largura de banda instantânea quatro vezes superior à que a maioria dos receptores actuais do ALMA consegue alcançar, aumentando drasticamente a sua velocidade de observação.

Mais informações

O ALMA é uma parceria do ESO (em representação dos seus Estados Membros), do NSF (EUA) e do NINS (Japão), em conjunto com o NRC (Canadá), o NSTC e ASIAA (Taiwan), e o KASI (República da Coreia), em cooperação com a República do Chile. O Observatório Conjunto do ALMA é operado pelo ESO, AUI/NRAO e NAOJ.