Investigadores en Japón y los Países Bajos desarrollaron conjuntamente un receptor de radio originario DESHIMA Mapeador de espectroscopio profundo de desplazamiento hacia el rojo profundo y obtuvieron con éxito los primeros espectros e imágenes con él. Combinando la capacidad de detectar un amplio rango de frecuencias de ondas de radio cósmicas y dispersarseen diferentes frecuencias, DESHIMA demostró su poder único para medir eficientemente las distancias a los objetos más remotos, así como para mapear las distribuciones de varias moléculas en las nubes cósmicas cercanas.
"Deshima" o Dejima era un puesto comercial holandés en Japón construido a mediados del siglo 17. Deshima fue la preciosa ventana de Japón al mundo durante 200 años. Ahora, las dos naciones amigas abren otra ventana a unnuevo mundo, el vasto universo, con nanotecnología innovadora.
"DESHIMA es un tipo completamente nuevo de instrumento astronómico con el que se puede construir un mapa 3D del Universo temprano", dijo Akira Endo, investigadora de la Universidad Tecnológica de Delft y líder del proyecto DESHIMA.
La singularidad de DESHIMA es que puede dispersar el amplio rango de frecuencias de las ondas de radio en diferentes frecuencias. El ancho de frecuencia instantánea de DESHIMA 332 - 377 GHz es más de cinco veces más ancho que el de los receptores utilizados en el Atacama Large Millimeter/ matriz submilimétrica ALMA.
La dispersión de las ondas de radio cósmicas en diferentes frecuencias, o espectroscopía, es una técnica importante para extraer información diversa sobre el Universo. Dado que diferentes moléculas emiten ondas de radio en diferentes frecuencias, las observaciones espectroscópicas nos indican la composición de los objetos celestes. Además, ella expansión cósmica disminuye las frecuencias medidas, y medir el cambio de frecuencia desde la frecuencia nativa nos proporciona las distancias a los objetos remotos.
"Hay muchos receptores de radio existentes con capacidad espectroscópica, sin embargo, el rango de frecuencia cubierto en una observación es bastante limitado", dice Yoichi Tamura, profesor asociado de la Universidad de Nagoya. "Por otro lado, DESHIMA logra un equilibrio ideal entreel ancho del rango de frecuencia y el rendimiento espectroscópico "
Detrás de esta capacidad única está la innovadora nanotecnología. El equipo de investigación desarrolló un circuito eléctrico superconductor especial, un banco de filtros, en el que las ondas de radio se dispersan en diferentes frecuencias, como un transportador de clasificación en un centro de distribución. Al final de la "señal"transportadores ", los detectores de inductancia cinética de microondas MKID sensibles se encuentran y detectan las señales dispersas. DESHIMA es el primer instrumento del mundo que combina estas dos tecnologías en un chip para detectar ondas de radio del Universo.
Como su primera observación de prueba, DESHIMA se instaló en un telescopio submilimétrico de 10 m, el Experimento del telescopio submilimétrico de Atacama ASTE operado por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón NAOJ en el norte de Chile. El primer objetivo fue la galaxia activa VV114. La distancia a la galaxia ya se midió en 290 millones de años luz. DESHIMA detectó con éxito la señal de las moléculas de monóxido de carbono CO en la galaxia a la frecuencia correcta esperada de la expansión del Universo.
Cuando los astrónomos intentan detectar la emisión de radio de un objeto remoto con una distancia desconocida, generalmente barren un cierto rango de frecuencia. Utilizando receptores de radio convencionales con un ancho de banda estrecho, necesitan repetir observaciones mientras cambian ligeramente la frecuencia. Por el contrario, el amplio-band DESHIMA mejora en gran medida la eficiencia de la búsqueda de emisiones y ayuda a los investigadores a producir mapas de galaxias distantes.
El alto rendimiento de DESHIMA también se ha demostrado para observaciones de nubes moleculares cercanas. DESHIMA capturó e imaginó simultáneamente la distribución de las señales de emisión de tres moléculas, CO, ion formilo HCO + y cianuro de hidrógeno HCN en la nebulosa de Orión.
El equipo de investigación tiene como objetivo mejorar aún más la capacidad de DESHIMA. "Nuestro objetivo es ampliar el ancho de frecuencia, mejorar la sensibilidad y desarrollar una cámara de radio con 16 píxeles", dijo Kotaro Kohno, profesor de la Universidad de Tokio."El futuro DESHIMA será un importante punto de partida en varios campos de la astronomía".
Nota 1. ASTE se encuentra a una altitud de 4860 m sobre el nivel del mar en el desierto de Atacama, cerca del sitio de ALMA. El cielo despejado de Atacama es ideal para observaciones de olas submilimétricas.
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Materiales proporcionado por Institutos Nacionales de Ciencias Naturales . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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