El Observatorio de Radio Nançay (en francés: Station de Radioastronomie de Nançay ), inaugurado en 1956, forma parte del Observatorio de París y también está asociado a la Universidad de Orleans . Está situado en el departamento de Cher , en la región francesa de Sologne . La estación consta de varios instrumentos. El más emblemático de ellos es el gran radiotelescopio decimétrico, que es uno de los radiotelescopios más grandes del mundo. También son de larga data el radioheliógrafo, un conjunto en forma de T, y el conjunto decamétrico que opera en longitudes de onda entre 3 m y 30 m.
La radioastronomía surgió después de la Segunda Guerra Mundial , cuando los expertos y el equipo sobrante estuvieron disponibles para uso civil. La Escuela Normal Superior recibió tres radiotelescopios Würzburg Riese de 7,5 m de diámetro que los británicos habían confiscado a los alemanes durante la guerra. Estos se desplegaron inicialmente en un centro de investigación de la marina francesa en Marcoussis . [1]
Se reconoció que la radioastronomía requería un sitio grande, llano y remoto para acomodar antenas esparcidas en distancias de 1,5 a 2 km o de tamaño considerable, y para evitar las ondas de radio no deseadas de la tecnología humana. Una parcela de bosque de 150 ha estuvo disponible cerca de Nançay y fue comprada en 1953. Inicialmente, se instalaron varios instrumentos pequeños (antenas individuales e interferómetros ). Se construyeron vías ferroviarias de 6 m de ancho, una de este a oeste y otra de norte a sur, que transportarían las antenas de Würzburg de 40 t montadas ecuatorialmente . [1]
Un predecesor del heliógrafo actual tenía 16 antenas de 5 m de diámetro distribuidas uniformemente a lo largo de una línea base de 1500 m de longitud en dirección este-oeste, mientras que ocho antenas de 6 m de diámetro estaban alineadas de norte a sur. La frecuencia observada era de 169 MHz ( longitud de onda de 1,77 m ). [2]
Tras el descubrimiento de la línea de 21 cm en 1951 y la perspectiva de observar la emisión y absorción de líneas interestelares y extragalácticas , surgió la necesidad de radiotelescopios más sensibles ; su mayor tamaño también proporcionaría una resolución angular más alta . El plan para este "gran radiotelescopio" se derivó de un diseño de 1956 de John D. Kraus . Este diseño hizo posible una gran área de recolección y alta resolución, con solo una necesidad moderada de partes móviles. Las desventajas fueron la restricción al meridiano y la resolución angular asimétrica que sería mucho más burda en altitud que en acimut . El control de la altitud inicialmente resultó muy difícil. [1]
El gran radiotelescopio (en francés: le Grand Radiotélescope , o cariñosamente le Grand Miroir [3] ) fue construido entre 1960 y 1965. [4] Inicialmente, solo se erigió el 20% central de los espejos primario y secundario como prueba de concepto. Los espejos se ampliaron a su tamaño completo actual en 1964 y el telescopio fue inaugurado oficialmente en 1965 por Charles de Gaulle . Las observaciones científicas comenzaron en 1967.
El gran radiotelescopio es un telescopio de tránsito de tipo Kraus . El espejo primario, situado en el extremo norte de la instalación, es un espejo plano de 200 m de ancho y 40 m de alto, que se puede inclinar para adaptarse a la altitud del objeto observado. Está formado por cinco segmentos de 20 m de ancho y 40 t de masa cada uno. Las ondas de radio se reflejan horizontalmente en el espejo secundario, situado a 460 m al sur. La forma del secundario es la de un segmento esférico de 300 m de ancho y 35 m de alto. El secundario refleja las ondas de radio de vuelta a su punto focal, situado a 280 m al norte y aproximadamente a un 60 % de la distancia hasta el primario. En el foco se encuentra una cabina con otros espejos y el receptor. Durante una observación, la cabina se mueve de oeste a este para seguir el objeto observado durante aproximadamente una hora alrededor de su tránsito por el meridiano . [4] [1]
Los espejos primario y secundario están formados por una malla metálica con orificios de 12,5 mm. Las superficies reflectantes tienen una precisión de 4 mm, lo que permite su uso en longitudes de onda superiores a unos 8 cm. Por tanto, el telescopio está diseñado para ondas decimétricas, incluida la línea espectral de 21 cm del hidrógeno atómico neutro (HI) y la línea espectral de 18 cm del radical OH . [4]
El detector de ondas de radio se enfría a 20 K para reducir el ruido del receptor y mejorar así la sensibilidad a la radiación celeste.
El gran radiotelescopio observa en frecuencias entre 1,1 GHz y 3,5 GHz tanto la emisión continua como las líneas de emisión espectral o de absorción. El espectrómetro autocorrelacionador puede observar ocho espectros en diferentes frecuencias con 1024 canales cada uno y una resolución espectral de 0,3 kHz. El instrumento es especialmente adecuado para grandes estudios estadísticos y para el seguimiento de objetos de brillo variable. [3]
Los proyectos de observación incluyen: [4] [3]
El heliógrafo es un interferómetro en forma de T formado por antenas de varios metros (en su mayoría 5 m) de diámetro montadas ecuatorialmente . 19 antenas están situadas en una línea base este-oeste de 3,2 km de longitud, y 25 antenas están en una línea base norte-sur de 2,5 km de longitud. El instrumento observa el Sol siete horas al día para producir imágenes de la corona en el rango de frecuencia de 150 MHz a 450 MHz (longitudes de onda de 2 m a 0,67 m). La resolución angular es entonces similar a la del ojo desnudo en luz visible. Se pueden tomar hasta 200 imágenes por segundo. Esto permite el estudio sistemático de la corona silenciosa, las erupciones solares y las eyecciones de masa coronal . [4] [5]
Las observaciones de Nançay complementan las observaciones simultáneas realizadas por sondas espaciales en luz visible y ultravioleta y en rayos X. [ 5]
El conjunto decamétrico se construyó entre 1974 y 1977. Consta de 144 antenas espirales , que están hechas de cables conductores hilados en curvas espirales alrededor de estructuras de soporte cónicas. En su base, los conos tienen 5 m de diámetro y 9 m de altura; están inclinados 20° hacia el sur. Los conos se extienden sobre un área de aproximadamente una hectárea. La mitad de los conos están enrollados en sentido opuesto al otro, lo que permite la distinción entre ondas de radio polarizadas circularmente de izquierda y derecha. En cada polarización, el área de recolección es de aproximadamente 3500 m 2 , equivalente a una antena parabólica de 67 m de diámetro. El instrumento es sensible a longitudes de onda entre 3 m y 30 m, que son las ondas de radio más largas observables a través de la ionosfera . El instrumento no es un interferómetro, sino un conjunto en fase . Una sola antena parabólica para estas largas longitudes de onda tendría que ser inviablemente grande. Además, un conjunto en fase se puede reorientar a una dirección de observación diferente instantáneamente cambiando los retrasos de la señal electrónica entre las antenas individuales. [6] [7]
La resolución angular es de aproximadamente 7° por 14°. El conjunto decamétrico no crea imágenes, sino que observa un único espectro a partir de la posición del cielo observada y registra su cambio con el tiempo. Los dos objetos principales son la corona superior del Sol y la magnetosfera de Júpiter , que se han observado casi a diario desde 1977. Los cambios temporales de las señales del Sol y Júpiter son muy rápidos, por lo que en Nançay se han desarrollado receptores muy rápidos para estas observaciones. [6] [7]
Las observaciones de Júpiter realizadas por Nançay complementan los resultados de misiones espaciales como Voyager y Galileo . [6]
LOFAR consta de unas 50 redes de antenas, o "estaciones", repartidas por toda Europa. Estas están conectadas mediante un enlace de Internet de alta velocidad a un ordenador situado en los Países Bajos. Está optimizada para una banda de 110 MHz a 250 MHz (2,7 m a 1,2 m), pero sigue teniendo un rendimiento modesto entre 30 MHz y 80 MHz (10 m a 3,7 m). [8]
NenuFAR ( Nueva ampliación de Nançay para la actualización de LO FAR ) es un sistema de antenas en fase de muy baja frecuencia optimizado para el rango de frecuencias de 10 MHz a 85 MHz (30 m a 4 m). Se trata de las ondas de radio más largas que no están bloqueadas por la ionosfera . Las primeras operaciones científicas deberían comenzar en 2019. Los principales objetivos científicos son: [8]
Una vez finalizado, habrá 1.938 antenas. La mayoría estarán en un núcleo de 400 m de diámetro, pero 114 antenas estarán distribuidas hasta una distancia de 3 km. [9]
NenuFAR será un triple instrumento: [8]
En los últimos años y décadas, los proyectos de observación astronómica se han convertido en cooperaciones internacionales, debido a la necesaria puesta en común de conocimientos y financiación. En algunos casos, los telescopios también se extienden a varios países. Por ello, los avances en Nançay en el siglo XXI tienden a consistir en la provisión de un sitio para partes de instrumentos más grandes, como LOFAR , y la contribución de conocimientos a colaboraciones internacionales como LOFAR y el Square Kilometre Array (SKA). [10]
EMBRACE ( Electronic Multibeam Radio Astronomy Concept ) es un prototipo de instalación para la fase 2 del SKA, situado en Nançay y Westerbork. Se trata de un conjunto en fase de 4608 antenas que operan entre 900 MHy y 1500 MHz. Están protegidas en una cúpula de radio de 70 m2 . Con múltiples haces , se pueden observar varias ubicaciones del cielo al mismo tiempo. [7] [10]
ORFEES (Observación Radioespectral para FEDOME y Estudios de Erupciones Solares) es una antena de 5 m de diámetro dedicada a la meteorología espacial y a la predicción de erupciones solares. Observa la corona solar diariamente entre 130 MHz y 1 GHz y puede monitorear la emisión de radio del Sol casi en tiempo real. [7]
CODALEMA ( Cosmic ray Detection Array with Logarithmic Electro Magnetic Antennas ) es un conjunto de instrumentos para intentar detectar rayos cósmicos de energía ultraalta , que causan cascadas de partículas en la atmósfera. Estas lluvias de aire generan señales electromagnéticas muy breves que se miden en una amplia banda de frecuencia de 20 MHz a 200 MHz. Un conjunto de aproximadamente 50 antenas se extiende sobre una gran área del sitio. [7]
Una antena situada sobre las copas de los árboles en un mástil de 22 m de altura vigila desde hace 20 años la calidad radioeléctrica del sitio de Nançay. Permite identificar las interferencias que afectan a las observaciones del radioheliógrafo y del conjunto decamétrico. Las bandas de 100 MHz a 4000 MHz se observan en su totalidad y en múltiples direcciones. [7]
Desde el aparcamiento del centro de visitantes Pôle des Étoiles se pueden ver el gran radiotelescopio, varios paneles informativos sobre el observatorio y una o dos antenas de heliógrafo . Durante el horario de apertura, el centro de visitantes ofrece una exposición permanente sobre la astronomía y el funcionamiento del observatorio. Una vez al día, también se ofrece un espectáculo planetario y una visita guiada al gran radiotelescopio y al radioheliógrafo. [11]
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Medios relacionados con el Observatorio de Nançay en Wikimedia Commons
