08/02/2023

Alumnos de la UdeC ponen en marcha Radio-observatorio para medir la dinámica del gas de nuestra Vía láctea

 

El Radio Observatorio, creado por trece alumnos como parte del proyecto final del curso de Fundamentos de Instrumentación Astronómica, logró detectar la línea hidrógeno neutro procedente del gas que existe en el medio interestelar de la Vía Láctea.

La tarea encargada por el Dr. Rodrigo Reeves, profesor de la asignatura, consistía en aplicar todo lo aprendido durante las clases teóricas para montar un radiotelescopio para uso académico y científico. Para cumplir esta misión, los alumnos debieron diseñar, construir y validar un receptor de microondas, al mismo tiempo que debían montar y ensamblar la antena del telescopio; todo con el objetivo de hacer funcionar los equipos para medir y determinar la velocidad de rotación del gas de hidrógeno de nuestra galaxia.

El propósito de este grupo era localizar la denominada línea de hidrógeno, también conocida como transición hiperfina de 21 centímetros de hidrógeno. Esta línea espectral de radiación electromagnética es emitida donde quiera que haya hidrógeno gas en su estado eléctricamente neutro. El hidrógeno es el gas de mayor abundancia en nuestro Universo, y si bien la transición atómica que provoca esta emisión naturalmente se activa cada millones de años por átomo, es la gran densidad de este elemento la que la transforma en un objeto observacional factible.

En cuanto a la frecuencia de la radiación emitida, se indica que ésta es de 1.42 Ghz; la contraparte de una longitud de onda de 21 cms. Su detección evidencia la presencia de gas neutro en el medio interestelar, el cual se distribuye de manera bastante irregular, como pudo determinar el equipo de estudiantes de la UdeC.

Una de las alumnas que participó de la experiencia fue Alexandra Suárez, quien reconoció que la Instrumentación es una de sus áreas favoritas dentro de la Astronomía, sin embargo, señaló que cumplir los objetivos implicó mucho trabajo. “A lo largo del proyecto tuvimos que sortear varios inconvenientes y desafíos. Cada uno de estos problemas se asociaban, por lo general, a un equipo de trabajo en particular (montajes, consideraciones, control, receptor o datos), el cual era el encargado de solucionarlos y pedir ayuda a los demás en caso de que lo consideraran necesario. Pero creo que el desafío más grande que implicó el proyecto en sí, fue trabajar de manera efectiva, coordinada y responsable en equipo” resumió Suárez.

El equipo conformado por 13 estudiantes trabajó durante los primeros meses del año en la Facultad de Ingeniería. Allí tuvieron el total apoyo de la carrera de Ingeniería Civil en Telecomunicaciones, dependiente del Departamento de Ingeniería Eléctrica, para instalar su centro de operaciones en el Laboratorio de Comunicaciones Satelitales y en el techo de la misma facultad montar su radio-telescopio. (Ver fotografía).

Tras varios meses de trabajo para poner en marcha el observatorio, entre el 5 y 11 de julio realizaron observaciones en distintas regiones de nuestra galaxia, la Vía Láctea, hasta que los resultados medidos confirmaron que habían cumplido su objetivo científico: detectar la línea de hidrógeno que proviene de ella. “Recuerdo que ese día, estábamos tratando de encontrar un software de trackeo que fuese compatible con nuestro sistema. Una vez que se logró hacer eso, después de varios días sin resultados, la antena se movió de acuerdo a las coordenadas que ingresamos, apuntando hacia nuestra galaxia, y de repente, ahí estaba, nuestra línea centrada en 1.42 GHz. Recuerdo que cuando revisamos la pantalla del analizador de espectros, nos miramos y fue mucha la alegría. Hasta nos abrazamos. Yo creo que no creíamos que lo habíamos logrado. Pero ahí estaba, la línea de 21cm de hidrógeno neutro” comentó Alexandra Suárez.

Este proyecto llenó de entusiasmo a los jóvenes, quienes ya planifican seguir desarrollando el equipamiento para hacer mediciones con mayor precisión, a través de un procesamiento digital de los datos e implementado sistemas de recepción más sensitivos.

Por último, se destaca entre las próximas metas, construir un control remoto para poder controlar el radio telescopio desde el edificio del Departamento de Astronomía, y así poder usarlo con plena libertad horaria.

¿Qué es un Radiotelescopio?

Un radiotelescopio consiste en un sistema de microondas, el cual se utiliza para localizar la información cósmica que se propaga en forma de ondas; todo esto, mediante un receptor que permite detectar y almacenar esta información. Haciendo una analogía, la antena sería el lente del objetivo o espejo de un telescopio óptico, mientras que el receptor, sería el ojo o placa fotográfica.

El radiotelescopio utilizado, también llamado de foco primario, se compone esencialmente de un colector de ondas de radio y de un receptor, situado en el foco del colector. Este receptor, que no se denomina objetivo sino antena, puede consistir en una hilera de dipolos. En este caso, consta de una helicoide metálica que se adapta para recepcionar las ondas provenientes desde el cosmos. Esta configuración permite filtrar interferencias o contribuciones no deseadas procedentes de otras fuentes a las que no se está apuntando, ya que las ondas que no inciden frontalmente con dicha superficie no son reflejadas hacia el foco primario.