Межзвездные молекулярные облака газа и пыли служат материалом для звезд и планет. Каждый тип молекул излучает радиоволны на характерных частотах, и астрономы обнаружили излучение различных молекул в широком диапазоне частот. Наблюдая за этими радиоволнами, мы можем узнать о физических свойствах и химическом составе межзвездных молекулярных облаков.
Это послужило стимулом для разработки широкополосной приемной системы.
В общем, диапазон радиочастот, которые можно одновременно наблюдать с помощью радиотелескопа, очень ограничен. Это связано с характеристиками компонентов, из которых состоит радиоприемник.
В этом новом исследовании группа исследователей из Университета префектуры Осака (OPU) и Национальной астрономической обсерватории Японии (NAOJ) расширила полосу пропускания различных компонентов, таких как рупор, который передает радиоволны в приемник, волновод (металлический трубка) схема, распространяющая радиоволны, и радиочастотный преобразователь. Объединив эти компоненты в систему приемника, команда достигла диапазона одновременно обнаруживаемых частот, в несколько раз большего, чем раньше. Кроме того, эта приемная система была установлена на OPU 1.85-метровый радиотелескоп в радиообсерватории Нобеяма NAOJ, и ему удалось уловить радиоволны от реальных небесных объектов.
Это показывает, что результаты этого исследования чрезвычайно полезны в реальных астрономических наблюдениях.
«Это был очень эмоциональный момент для меня – поделиться радостью от получения радиоволн из туманности Ориона впервые с членами команды, используя созданный нами приемник», – комментирует Ясумаса Ямасаки, аспирант OPU и ведущий автор статьи, описывающей разработку компонентов широкополосного приемника. «Я чувствую, что это достижение стало возможным благодаря сотрудничеству многих людей, вовлеченных в проект."
По сравнению с приемниками, которые в настоящее время используются в большой миллиметровой / субмиллиметровой решетке Atacama (ALMA), широта частот, которые можно одновременно наблюдать с новыми приемниками, поражает. Чтобы покрыть радиочастоты между 211 и 373 ГГц, ALMA использует два приемника, Band 6 и 7, но может использовать только один из них в данный момент. Кроме того, приемники ALMA могут наблюдать две полосы частотных диапазонов шириной 5.5 и 4 ГГц с использованием приемников Band 6 и 7 соответственно.
Напротив, новый широкополосный приемник может покрывать все частоты с помощью одного устройства. Кроме того, особенно в верхнем диапазоне частот, приемник может обнаруживать радиоволны в диапазоне частот 17 ГГц за раз.
«Для меня было очень ценным опытом участвовать в разработке этого широкополосного приемника с самого начала до успешного наблюдения», – говорит Шо Масуи, аспирант OPU и ведущий автор исследовательской статьи, в которой описывается разработка приемника. и тестовые наблюдения. "Основываясь на этом опыте, я хотел бы продолжать прилагать дальнейшие усилия к развитию астрономии за счет разработки инструментов."
Эта широкополосная технология позволила более эффективно наблюдать межзвездные молекулярные облака вдоль Млечного Пути с помощью 1.85-метровый радиотелескоп.
Кроме того, расширение полосы пропускания приемника указано как один из высокоприоритетных пунктов плана развития ALMA, направленного на дальнейшее повышение производительности ALMA. Ожидается, что это достижение будет применено к ALMA и другим крупным радиотелескопам и внесет значительный вклад в улучшение нашего понимания эволюции Вселенной.