jun 15 2008

Interferómetros del futuro (I): LOFAR

Tag: Astronomía y Astrofísicafranwerst @ 12:15

La interferometría está resultando ser una técnica muy productiva en la astronomía moderna, ya que permite expandir increíblemente el potencial de los telescopios, sin necesidad de hacer mono-instrumentos gigantescos muy costosos. La interferometría se ha utilizado tradicionalmente desde hace décadas sobre todo en longitudes de onda largas (generalmente en radioastronomía), ya que es importante medir con precisión la amplitud y la fase de las ondas detectadas, y esto es más sencillo cuanto más larga la longitud de onda. Sin embargo la tecnología actual ha permitido desarrollar interferómetros que trabajan a otras longitudes de onda más cortas, como en el rango visible o infrarrojo.

Un alto porcentaje de los grandes telescopios astronómicos que comenzarán a usarse durante las próximas décadas son de hecho interferómetros. Así que me propongo empezar una serie de entradas donde comentaré algunos de ellos, y comenzaré con LOFAR que ya está en fase avanzada de desarrollo e implementación.


LOFAR (Low Frequency Array) es un interferómetro radio que permitirá observar en el rango de frecuencia entre 10 y 240 MHz (longitudes de onda entre ~ 1 y 30 m). Este rango del espectro está bastante inexplorado ya que la mayoría de los radiotelescopios actuales observan en ondas centimétricas. La gran dificultad de observar a menor frecuencia lo constituye el efecto de la ionosfera terrestre, que "distorsiona" de manera bastante apreciable las ondas de radio que pasan a su través. La exploración de esta nueva "ventana" del espectro traerá seguramente importantes avances, aunque por otro lado será todo un reto desde el punto de vista observacional ya que se conoce poco del universo a estas frecuencias, y por ejemplo existen muy pocos objetos suficientemente conocidos y estudiados que puedar ser usados como calibradores.

LOFAR está formado por miles de pequeñas antenas unidireccionales (no parábolas), muy económicas, que observan simultáneamente una gran parte del cielo. Después, la señal obtenida por todas ellas se combina electrónicamente para simular una observación única con un telescopio de dimensiones iguales a la mayor separación entre dos de las antenas. El mayor reto tecnológico está pues en la transmisión contínua de grandes flujos de datos a lo largo de kilómetros de distancia, y en la capacidad de cálculo necesaria para procesar las señales simultáneas de miles de estas antenas.

A la izquierda antenas de baja frecuencia (30-80 MHz) en una estación LOFAR sobre el terreno en que serán utilizadas. A la derecha imagen de dos antenas de alta frecuencia (120-240 MHz)

 

Además de tener aplicaciones astronómicas, LOFAR también contribuirá en otros campos como son la geofísica e incluso la agricultura. Cada mini-antena lleva acoplados sensores que permiten medir movimientos de la corteza terrestre, o estimar los niveles de agua subterránea. También se instalarán sensores que miden las condiciones de presión, temperatura y humedad en cada estación, lo que permitirá estudiar cómo influyen los microclimas en el desarrollo de ciertas plagas de hongos que afectan a cultivos como la patata.

LOFAR está siendo desarrollado por un consorcio de instituciones, sobre todo holandesas, y está liderado por ASTRON. El proyecto se desarrollará en varias fases, primero con un número más reducido de antenas cubriendo un área de unos 100 km de diámetro, y después extendiendose a mayores distancias. Otros países como Alemania, Inglaterra, Francia, Suecia, Italia o Polonia también colaborarán con estaciones LOFAR en fases sucesivas, lo cual incrementará sustancialmente las capacidades del interferómetro. El telescopio de encuentra en fase de construcción y ya se tienen primeros resultados después de usar un número limitado de antenas.

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