Cartridge dei ricevitori in Banda 1 presso il Band-1 Integration and Verification Laboratory at Asrd, a Taiwan. Crediti: Asiaa/Yuh-Jing Hwang e Asrd
Grazie a ricevitori dedicati, l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma) osserva l’universo su un’ampia gamma di lunghezze d’onda, all’interno della finestra millimetrica e submillimetrica dello spettro elettromagnetico. Ogni ricevitore è sensibile a una particolare banda. Attualmente, otto delle dieci bande progettate sono state installate sulle antenne, coprendo le lunghezze d’onda comprese tra 0.3 e 3.6 millimetri. Le restanti due bande previste, che coprono la regione tra 3.6 mm e 8.5 mm, sono in fase di sviluppo e distribuzione.
Per riuscire a integrare il ricevitore nel telescopio ed eseguire osservazioni di prova, il team internazionale di Alma ha lavorato duramente, come ricorda Giorgio Siringo, Senior RF Engineer di Alma: «Uno degli aspetti più impegnativi è stato il coordinamento a distanza delle attività di tutte le persone coinvolte, che è stato svolto da diversi continenti durante l’emergenza pandemica».
Per ogni nuovo ricevitore, il successo della prima luce segna un importante passo avanti in quanto rappresenta la prima volta che un segnale astronomico (la luce) attraversa l’intero telescopio, dall’antenna che sta raccogliendo la radiazione elettromagnetica, attraverso il ricevitore con tutta l’elettronica di backend, fino allo schermo di un computer, alla fine della catena, in grado di visualizzare il risultato. È la prova definitiva che il design, la fabbricazione e l’integrazione sono perfetti.
Ricevitore in Banda 1 con cartridge a freddo (di fronte), le lenti (al centro) e cartridge a caldo (a destra) pronto per l’installazione presso l’Alma Osfin Cile. Crediti: G.Siringo – Alma (Eso/Naoj/Nrao)
Dopo circa 10 anni, il ricevitore in Banda 1 ha visto la prima luce il 14 agosto 2021, con osservazioni del bordo della Luna, alle quali sono seguite, il 17 agosto, le prime osservazioni per testare l’interferometria con due antenne con ricevitori in Banda 1 e, il 27 agosto, l’acquisizione del primo spettro radio. Durante le osservazioni di prova, i nuovi ricevitori hanno puntato oggetti vicini e lontani, dai pianeti Venere e Marte, a stelle e nubi molecolari (Orion KL e VY Canis Majoris) nella Galassia, a quasar distanti (3C 279), confermando le prestazioni del ricevitore.
Il ricevitore in Banda 1, una volta installato su tutte le 66 antenne Alma, aprirà nuovi orizzonti in varie aree scientifiche, consentendo non solo di osservare l’universo lontano ma anche di approfondire aspetti sulla formazione planetaria. Come ricorda Hsi-Wei Yen dell’Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (Asiaa) di Taiwan: «Consentirà il rilevamento di granelli di polvere di dimensioni centimetriche e di piccoli ciottoli, nelle regioni in cui possono formarsi i pianeti. Potremo studiare la crescita dei grani di polvere e capire come si formano i pianeti dalla polvere interstellare».
La produzione dei ricevitori per tutte le antenne di Alma è attualmente in fase di completamento a Taiwan, con l’obiettivo di rendere disponibile la nuova banda a partire da ottobre 2023.
Dopo la prima luce della Banda 1, presto toccherà alla Banda 2. Queste antenne, in grado di osservare a lunghezze d’onda comprese tra 2.6 e 4.5 mm, sono attualmente in corso di realizzazione da parte di un consorzio internazionale di istituti di ricerca, tra i quali l’Istituto nazionale di astrofisica.