El 22 de febrero de 2022, el espectrómetro recientemente desarrollado para el Conjunto de Total Power del Conjunto Compacto de Atacama (ACA, por su sigla en inglés), también conocido como Conjunto Morita, recibió con éxito su primer espectro de radio desde Orión KL. Este es un hito importante para el Programa de Desarrollo ALMA de Asia del Este, materializado a través de una sólida colaboración entre el Instituto de Ciencias Espaciales y Astronomía de Corea del Sur (KASI) y el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) dentro de la asociación ALMA de Asia del Este.
En colaboración con NAOJ, KASI ha desarrollado un nuevo espectrómetro para la matriz Total Power del Conjunto Morita basado en la tecnología de unidades de procesamiento de gráficos (GPU) que se usa ampliamente para procesar gráficos y en videojuegos. La colaboración que comenzó hace más de cinco años alcanzó un hito importante el 22 de febrero de 2022, cuando el equipo de desarrollo instaló con éxito el espectrómetro en el sitio y adquirió su primer espectro de radio hacia Orion KL, a pesar de los desafíos planteados por la pandemia de COVID-19.
Las cuatro antenas de 12 metros de diámetro (Conjunto de Total Power) del ACA juegan un papel fundamental en la construcción de imágenes de alta fidelidad de objetos astronómicos relativamente grandes. La matriz Total Power captura el brillo absoluto de los objetivos, cuyos datos digitalizados luego se procesan en el espectrómetro. Los datos resultantes se combinan más tarde con los datos del conjunto ACA de 7 metros y el conjunto ALMA de 12 metros. Los datos de Total Power actualmente son manejados por el correlacionador del ACA, el mismo instrumento que procesa los datos de la matriz ACA de 7 metros.
El nuevo espectrómetro GPU con su velocidad de procesamiento acelerada logrará un mayor nivel de linealidad, rango dinámico y respuesta espectral, lo que permitirá, por ejemplo, obtener imágenes más precisas de líneas espectrales tenues que rodean una fuente muy brillante. Además, su arquitectura simple y flexible le permite la implementación de nuevas capacidades en el futuro.
“Estoy feliz de ver la primera línea espectral del espectrómetro GPU», dijo el investigador principal del proyecto, Jongsoo Kim (KASI). «El espectrómetro es la primera contribución de instrumentos de KASI a la comunidad de ALMA a través de la colaboración de KASI y NAOJ. Agradezco el esfuerzo dedicado del equipo de desarrollo, que comenzó hace más de cinco años. También agradezco a muchos colegas de JAO y NAOJ que nos ayudaron a instalar el espectrómetro y obtener la primera luz”.
Manabu Watanabe de NAOJ agrega: “Estoy muy emocionado de ver los hermosos espectros obtenidos con el nuevo espectrómetro. Gracias a la excelente colaboración con varios grupos e individuos en ALMA y los dedicados esfuerzos del equipo del proyecto. No puedo esperar a escuchar el resultado de la puesta en marcha científica en abril y mayo, que demostrará todas las capacidades del espectrómetro”.
El proyecto del espectrómetro GPU comenzó justo después de que KASI se uniera a la asociación ALMA de Asia del Este. El primer hito del proyecto fue la revisión del diseño conceptual realizada el 24 de septiembre de 2016. Desde entonces, el equipo del proyecto ha finalizado con éxito una serie de estudios, como el Diseño Preliminar (20 y 21 de febrero de 2017), Diseño Crítico y manufactura (4 y 5 de diciembre de 2019) y Aceptación Preliminar Interna (29 y 30 de noviembre de 2021). El equipo planea realizar observaciones de verificación científica y de comisión en abril y mayo de 2022. Se espera que el espectrómetro GPU se use para observaciones científicas a partir de octubre de 2023, cuando comiencen las observaciones del Ciclo 10.
“La primera luz del espectrómetro ACA es un hito significativo en la colaboración entre KASI y NAOJ para ALMA y ha sido posible gracias al arduo trabajo de muchas personas en ambos institutos y con el invaluable apoyo en Chile del observatorio ALMA. La instalación en el sitio ha sido un desafío debido a la pandemia mundial y, por lo tanto, estamos encantados de ver los espectros de las primeras luces. Se necesita más trabajo de puesta en marcha, pero estamos en camino de ofrecer las capacidades que ofrece este nuevo instrumento a la comunidad para uso abierto a partir del ciclo 10”, dice Álvaro González (NAOJ), Gerente del Programa ALMA de Asia del Este.
Información adicional
ALMA es una asociación entre ESO (en representación de sus estados miembros), NSF (EE.UU.) y NINS (Japón), junto con NRC (Canadá), NSC y ASIAA (Taiwán), y KASI (República de Corea del Sur), en cooperación con la República de Chile. El Joint ALMA Observatory es operado por ESO, AUI/NRAO y NAOJ. ALMA es una asociación entre ESO (en representación de sus estados miembros), NSF (EE.UU.) y NINS (Japón), junto con NRC (Canadá), NSC y ASIAA (Taiwán), y KASI (República de Corea del Sur), en cooperación con la República de Chile. El Joint ALMA Observatory es operado por ESO, AUI/NRAO y NAOJ.
Imágenes
Los equipos de espectrómetroACA de NAOJ y JAO celebraron la primera luz firmando los espectros de Orión KL. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)El espectrómetro GPU está diseñado para calcular los productos de polarización completa del objetivo científico y la correlación entre antenas del objetivo de calibración. Se compone de 4+1 servidores GPU (de repuesto) y 1+1 (de repuesto) servidor(es) informático(s) para fines de supervisión y control (M&C), divisores ópticos bidireccionales y amplificadores de señal óptica. Cada servidor tiene cuatro tarjetas GPU y dos tarjetas de adquisición de datos. Cada divisor óptico bifurca una ruta de señal óptica en dos: uno para el Correlacionador ACA y el otro para el espectrómetro GPU. Se agregan amplificadores para compensar los niveles de señal reducidos debido a los divisores. El servidor M&C controla los servidores GPU, recopila y archiva la información de monitoreo del espectrómetro y envía los productos finales desde los servidores GPU al Archivo ALMA. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Después de reencontrarnos de forma presencial con el público el sábado recién pasado en el Parque Bicentenario de Vitacura, las celebraciones del Día de la Astronomía en Chile 2022 no se detienen en ALMA. Esta noche, a las 20:00 horas transmitiremos la obra de teatro musical “Mi Cuerpo Celeste, un concierto en el Cosmos” de Manuela Oyarzún.
Como cada año, la comunidad astronómica nacional da la bienvenida al otoño con las celebraciones del Día de la Astronomía en Chile. Tras más de dos años sin realizar eventos presenciales debido a la pandemia, el observatorio ALMA junto a sus socios ESO, NRAO y NAOJ decidieron salir al encuentro del público, el pasado sábado 19 de marzo, esta vez en el Parque Bicentenario de Vitacura. Un veintena de astrónomas y astrónomos de distintas nacionalidades, distribuidos en distintas estaciones, fueron al encuentro de los visitantes del parque para explicarles una variedad de temas, como por ejemplo, por qué Chile es un lugar privilegiado para las observaciones astronómicas, de qué están hechas las galaxias más lejanas, qué es un cuásar, etc. Y también respondieron la infinidad de preguntas que surgieron en las conversaciones.
«Fue una tarde genial, muy enriquecedora para mi», señala Liza Videla, astrónoma de ALMA quien participó en la actividad. «Poder conversar con la gente, sentir el interés que tienen por la Astronomía, escuchar qué saben y qué más les gustaría saber, poder ampliar sus conocimientos y contarles por qué ALMA es el observatorio más espectacular del mundo. ¡Espero con ansias poder repetir la experiencia!».
Al completar la visita por las distintas estaciones los asistentes podían canjear diferentes premios como calendarios, merchandising e incluso entradas para ir a ver al Teatro Mori la obra “Mi Cuerpo Celeste”.
Justamente esta obra será transmitida, en un formato grabado especialmente para las pantallas, por las redes sociales de ALMA (Youtube, Facebook, Twittter y LinkedIn) hoy lunes 21 de marzo de 2022 a las 20:00 horas. Al término de la obra se realizará un conversatorio entre el astrónomo de ALMA José Gallardo, asesor científico del montaje, y Manuela Oyarzún, dramaturga y actriz.
Información adicional
ALMA es una asociación entre ESO (en representación de sus estados miembros), NSF (EE.UU.) y NINS (Japón), junto con NRC (Canadá), MOST y ASIAA (Taiwán), y KASI (República de Corea del Sur), en cooperación con la República de Chile. El Joint ALMA Observatory es operado por ESO, AUI/NRAO y NAOJ.
Imágenes
Sean Dougerthy, Director de ALMA, explica a la prensa que asistió a la actividad del Día de la Astronomía en el parque Bicentenario por qué Chile es tan importante para la astronomía mundial.Tras más de dos años sin realizar eventos presenciales debido a la pandemia, el observatorio ALMA junto a sus socios ESO, NRAO y NAOJ salieron al encuentro del público, el pasado sábado 19 de marzo, esta vez en el Parque Bicentenario de Vitacura, para celebrar el Día de la Astronomía en Chile.Tras más de dos años sin realizar eventos presenciales debido a la pandemia, el observatorio ALMA junto a sus socios ESO, NRAO y NAOJ salieron al encuentro del público, el pasado sábado 19 de marzo, esta vez en el Parque Bicentenario de Vitacura, para celebrar el Día de la Astronomía en Chile.Tras más de dos años sin realizar eventos presenciales debido a la pandemia, el observatorio ALMA junto a sus socios ESO, NRAO y NAOJ salieron al encuentro del público, el pasado sábado 19 de marzo, esta vez en el Parque Bicentenario de Vitacura, para celebrar el Día de la Astronomía en Chile.Tras más de dos años sin realizar eventos presenciales debido a la pandemia, el observatorio ALMA junto a sus socios ESO, NRAO y NAOJ salieron al encuentro del público, el pasado sábado 19 de marzo, esta vez en el Parque Bicentenario de Vitacura, para celebrar el Día de la Astronomía en Chile.
Utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), en Chile, investigadoras del Observatorio de Leiden, en los Países Bajos, han detectado por primera vez dimetil éter en un disco de formación de planetas. Con nueve átomos, se trata de la molécula más grande identificada en un disco de este tipo hasta la fecha. También es un precursor de moléculas orgánicas de mayor tamaño que pueden conducir a la aparición de vida.
«A partir de estos resultados, podemos aprender más sobre el origen de la vida en nuestro planeta y, por lo tanto, tener una mejor idea del potencial de vida en otros sistemas planetarios. Es muy emocionante ver cómo estos hallazgos encajan en el panorama general», dice Nashanty Brunken, estudiante de máster en el Observatorio de Leiden, que pertenece a la Universidad de Leiden, y autora principal del estudio publicado hoy en Astronomy & Astrophysics.
El dimetil éter es una molécula orgánica comúnmente vista en nubes de formación estelar, pero nunca antes se había encontrado en un disco de formación de planetas. El equipo también hizo una detección tentativa de formiato de metilo, una molécula compleja similar al dimetil éter que también es una pieza clave en la construcción de moléculas orgánicas aún más grandes.
«Es realmente emocionante detectar por fin estas moléculas de mayor tamaño en los discos. Durante un tiempo pensamos que no iba a ser posible observarlos», afirma la coautora Alice Booth, también investigadora del Observatorio de Leiden.
Las moléculas se encontraron en el disco de formación de planetas que hay alrededor de la joven estrella IRS 48 (también conocida como Oph-IRS 48) con la ayuda de ALMA, un observatorio copropiedad del Observatorio Europeo Austral (ESO). IRS 48, ubicado a 444 años luz de distancia, en la constelación de Ofiuco, ha sido objeto de numerosos estudios porque su disco contiene una «trampa de polvo» asimétrica con forma de anacardo. Esta región, que probablemente se formó como resultado de un planeta recién nacido o una pequeña estrella compañera ubicada entre la estrella y la trampa de polvo, retiene un gran número de granos de polvo de tamaño milimétrico que pueden unirse y convertirse en objetos de tamaño kilómetro como cometas, asteroides y, potencialmente, incluso planetas.
Se cree que muchas moléculas orgánicas complejas, como el dimetil éter, surgen en nubes de formación estelar, incluso antes de que nazcan las estrellas mismas. En estos ambientes fríos, los átomos y las moléculas simples, como el monóxido de carbono, se adhieren a los granos de polvo, formando una capa de hielo y experimentando reacciones químicas que resultan en moléculas más complejas. La comunidad astronómica descubrió recientemente que la trampa de polvo que hay en el disco de IRS 48 también es un depósito de hielo que alberga granos de polvo cubiertos con este hielo rico en moléculas complejas. En esta región del disco es donde ALMA ha detectado signos de la molécula de dimetil éter: a medida que el calentamiento de IRS 48 sublima el hielo en gas, las moléculas atrapadas, heredadas de las nubes frías, se liberan y se vuelven detectables.
«Lo que hace que esto sea aún más emocionante es que ahora sabemos que estas moléculas complejas de mayor tamaño están disponibles para alimentar el proceso de formación de planetas en el disco», explica Booth. «Esto no se sabía antes, ya que en la mayoría de los sistemas estas moléculas están ocultas en el hielo«.
El descubrimiento del dimetil éter sugiere que muchas otras moléculas complejas que se detectan comúnmente en regiones de formación estelar también pueden estar al acecho en estructuras heladas presentes en discos de formación de planetas. Estas moléculas son las precursoras de moléculas prebióticas como los aminoácidos y los azúcares, que son algunos de los componentes básicos de la vida.
Estudiando su formación y evolución se puede mejorar nuestra comprensión de cómo las moléculas prebióticas terminan en los planetas, incluido el nuestro. «Estamos muy contentos de poder comenzar a seguir todo el viaje de estas moléculas complejas desde las nubes que forman estrellas hasta los discos de formación de planetas y cometas. Esperemos que, con más observaciones, podamos acercarnos un paso más a la comprensión del origen de las moléculas prebióticas en nuestro propio Sistema Solar» , afirma Nienke van der Marel, investigadora del Observatorio de Leiden que también participó en el estudio.
Los futuros estudios de IRS 48 con el Telescopio Extremadamente Grande (ELT) de ESO, actualmente en construcción en Chile, y que comenzará a operar a finales de esta década, permitirán al equipo estudiar la química de las regiones más internas del disco, donde pueden estar formándose planetas como la Tierra.
Información adicional
Este trabajo de investigación se ha presentado en el artículo científico «A major asymmetric ice trap in a planet-forming disk: III. Primera detección de dimetil éter» (doi: 10.1051/0004-6361/202142981) publicado en la revista Astronomy & Astrophysics.
Esta publicación se lanzó en el Día Internacional de la Mujer de 2022 y presenta investigaciones realizadas por seis investigadoras que se identifican como mujeres.
El equipo está compuesto por Nashanty G.C. Brunken (Observatorio de Leiden, Universidad de Leiden, Países Bajos [Leiden]); Alice S. Booth (Leiden); Margot Leemker (Leiden); Pooneh Nazari (Leiden); Nienke van der Marel (Leiden); Ewine F. van Dishoeck (Observatorio de Leiden, Instituto Max-Planck de Física Extraterrestre, Garching, Alemania).
El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán (MOST), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).
Imágenes
Esta composición nos muestra una reproducción artística del disco de formación de planetas que hay alrededor de la estrella IRS 48, también conocida como Oph-IRS 48. El disco contiene una región en forma de anacardo en su parte sur que atrapa granos de polvo de tamaño milimétrico. Estos granos pueden unirse y convertirse en objetos del tamaño de un kilómetro como cometas, asteroides y, potencialmente, incluso planetas. Observaciones recientes realizadas con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) detectaron varias moléculas orgánicas complejas en esta región, incluido el dimetil éter, la molécula más grande encontrada en un disco de formación planetaria hasta la fecha. La emisión que señala la presencia de esta molécula (observaciones reales mostradas en azul) es claramente más fuerte en la trampa de polvo del disco. La composición también muestra un modelo de la molécula. Crédito: ESO/L. Calçada, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Pohl, van der Marel et al., Brunken et al.Estas imágenes del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) muestran dónde se detectaron varias moléculas de gas en el disco que hay alrededor de la estrella IRS 48, también conocida como Oph-IRS 48. El disco contiene una región en forma de anacardos en su parte sur que atrapa granos de polvo de tamaño milimétrico- estos granos pueden unirse y convertirse en objetos del tamaño de un kilómetro como cometas, asteroides y, potencialmente, incluso planetas. Observaciones recientes detectaron varias moléculas orgánicas complejas en esta región, incluyendo formaldehído (H2CO; naranja), metanol (CH3OH; verde) y dimetil éter (CH3OCH3; azul), siendo esta última la molécula más grande encontrada en un disco de formación planetaria hasta la fecha. La emisión que indica la presencia de estas moléculas es claramente más fuerte en la trampa de polvo del disco, mientras que el gas de monóxido de carbono (CO; púrpura) está presente en todo el disco de gas. La ubicación de la estrella central está marcada con una estrella en las cuatro imágenes. La trampa de polvo es aproximadamente del mismo tamaño que el área ocupada por la emisión de metanol, que se muestra en la parte inferior izquierda. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Pohl, van der Marel et al., Brunken et al.Esta composición, hecha a partir de imágenes obtenidas con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), muestra dónde se detectaron varias moléculas de gas en el disco que hay alrededor de la estrella IRS 48, también conocida como Oph-IRS 48. El disco contiene una región en forma de anacardo en su parte sur que atrapa granos de polvo de tamaño milimétrico. Estos granos pueden unirse y convertirse en objetos del tamaño de un kilómetro como cometas, asteroides y, potencialmente, incluso planetas. Observaciones recientes detectaron varias moléculas orgánicas complejas en esta región, incluyendo formaldehído (naranja), metanol (verde) y dimetil éter (azul), siendo esta última la molécula más grande encontrada en un disco de formación planetaria hasta la fecha. La emisión que indica la presencia de estas moléculas es claramente más fuerte en la trampa de polvo del disco, mientras que el gas de monóxido de carbono (púrpura) está presente en todo el disco de gas. La ubicación de la estrella central está marcada con una estrella. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Pohl, van der Marel et al., Brunken et al.Esta imagen obtenida por ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) muestra la trampa de polvo en el disco que rodea al sistema Oph-IRS 48. La gran asimetría de la emisión de polvo entre las partes norte y sur del disco (de al menos un factor 130) indica la presencia de esta trampa de polvo, que proporciona un refugio para las pequeñas partículas del disco, permitiendo que se agrupen y crezcan hasta alcanzar tamaños que les permitan sobrevivir por sí solas. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Nienke van der MarelEsta imagen obtenida por ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) muestra la trampa de polvo en el disco que rodea al sistema Oph-IRS 48. La trampa de polvo proporciona un refugio para las pequeñas partículas del disco, permitiendo que se agrupen y crezcan hasta alcanzar tamaños que les permitan sobrevivir por sí solas. La región verde señala la zona en la que se encuentran las partículas de mayor tamaño (de milimétros) y la trampa de polvo descubierta por ALMA. El anillo anaranjado muestra observaciones de partículas de polvo mucho más finas (de micras) utilizando el instrumento VISIR, instalado en el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Nienke van der MarelImagen con anotaciones obtenida por ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) en la que se muestra la trampa de polvo en el disco que rodea al sistema Oph-IRS 48. La trampa de polvo proporciona un refugio para las pequeñas partículas del disco, permitiendo que se agrupen y crezcan hasta alcanzar tamaños que les permitan sobrevivir por sí solas. La región verde es la trampa de polvo, donde se acumulan las partículas de mayor tamaño. En la esquina superior izquierda se muestra el tamaño de la órbita de Neptuno para estimar la escala. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Nienke van der MarelEste mapa muestra la gran constelación de Ophiuchus (El Portador de la Serpiente). Las estrellas que pueden verse a ojo en una noche clara están marcadas. La ubicación del sistema Oph-IRS 48 se indica con un círculo rojo. Crédito: ESO, IAU and Sky & Telescope
