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ALMA si collega ad altri osservatori per creare un telescopio virtuale grande quanto la Terra

10 Novembre 2015

ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) continua a espandere la sua potenza e le sue capacità collegandosi ad altri telescopi situati in Europa e nel Nord America. Grazie al collegamento con questi telescopi, che operano a lunghezze d'onda millimetriche, è possibile realizzare una serie di osservazioni con la tecnica dell’interferometria a lunghissima base (VLBI).

Nel VLBI, i dati di due o più telescopi sono combinati insieme per formare un unico telescopio virtuale grande quanto la distanza che li separa. Nell'esperimento più recente effettuato con ALMA e altri telescopi è stato creato un telescopio grande quanto la Terra e con una risoluzione straordinariamente elevata.

Questi esperimenti rappresentano un passo fondamentale per l'integrazione di ALMA nel progetto Event Horizon Telescope (EHT), una rete globale di telescopi operanti a lunghezze d'onda millimetriche che avranno una potenza tale da osservare il buco nero supermassiccio situato al centro della Via Lattea con un grado di dettaglio senza precedenti.

Prima che ALMA potesse partecipare alle osservazioni interferometriche a lunghissima base, è stato necessario trasformarlo in un diverso tipo di strumento conosciuto come “phased array” o "allineamento di fase" [1]. Questa nuova versione di ALMA permette alle sue 66 antenne di funzionare come un'unica antenna parabolica di 85 metri di diametro, che diventa poi un singolo elemento in un telescopio molto più grande che opera con l’interferometria a lunghissima base.

Il primo test che ha verificato la capacità di ALMA di lavorare tramite interferometria a lunghissima base ha avuto luogo il 13 gennaio 2015, quando ALMA si è collegato con successo al telescpio APEX (Atacama Pathfinder Experiment Telescope), che si trova a circa 2 km dal centro della rete di antenne di ALMA.

Il 30 marzo 2015, ALMA ha raggiunto una distanza ancora maggiore, collegandosi al radiotelescopio da 30 metri dell'IRAM (Istituto di radioastronomia millimetrico) in Sierra Nevada, nel Sud della Spagna. I telescopi hanno osservato contemporaneamente il luminoso quasar 3C 273 [2]. I dati delle osservazioni sono stati combinati per formare una singola osservazione con una risoluzione di 34 milionesimi di secondo d’arco. Questa risoluzione equivale a una separazione di meno di 10 centimetri sulla Luna se osservata dalla Terra, o meno di mezzo anno-luce se si prende come riferimento la distanza del quasar di 2,5 miliardi di anni luce.

L'osservazione più recente effettuata con interferometria a lunghissima base è stata fatta tra il 1 e il 3 agosto 2015 con 6 antenne del VLBA (Very Long Baseline Array) dell'Osservatorio nazionale di Radio Astronomia (NRAO) [3]. Questa combinazione di strumenti ha formato un telescopio virtuale delle dimensioni della Terra e ha osservato il quasar 3C 454.3, uno dei segnali radio più luminosi nel cielo, nonostante si trovi a una distanza di 7,8 miliardi di anni luce. Questi dati sono stati elaborati prima al NRAO e all’Osservatorio Haystack del MIT negli Stati Uniti. Un'ulteriore analisi è attualmente in corso presso l'Istituto Max Planck di Radioastronomia (MPIfR) a Bonn, in Germania.

Le nuove osservazioni rappresentano un passo avanti verso osservazioni interferometriche globali con ALMA, nell'ambito del Global mm-VLBI Array e dell'Event Horizon Telescope, che avrà ALMA come elemento più grande e sensibile. L'integrazione di ALMA nel VLBA, che opera nella banda millimetrica, aumenterà la sensibilità e la capacità di acquisizione delle immagini da parte della rete di antenne di un ordine di grandezza.

Notes

[1] Di seguito i gruppi e le istituzioni che hanno partecipato all'ALMA Phasing Project: National Radio Astronomy Observatory (USA), Istituto di Astronomia e Astrofisica dell'Accademia Sinica (Taiwan), Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone, Smithsonian Astrophysical Observatory (USA), Osservatorio Haystack del MIT (USA), MPIfR (Bonn, Germania), Onsala Space Observatory (Svezia), Universidad de Concepcion (Cile) e Joint ALMA Observatory.

[2] Le osservazioni di marzo sono state effettuale durante una campagna di osservazione dell'EHT a una lunghezza d'onda di 1,3 millimetri.

[3] Il VLBA è una rete di dieci antenne distribuite negli Stati Uniti, dalle Hawaii a St. Croix. Per questa osservazione sono state usate sei antenne e la lunghezza d'onda di osservazione era di 3 millimetri.

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