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Telescopio de Green Bank

El telescopio Robert C. Byrd Green Bank ( GBT ) en Green Bank, Virginia Occidental , EE. UU. es el radiotelescopio totalmente orientable más grande del mundo , [1] superando al radiotelescopio Effelsberg de 100 m en Alemania. [2] El sitio de Green Bank fue parte del Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) hasta el 30 de septiembre de 2016. Desde el 1 de octubre de 2016, el telescopio ha sido operado por el Observatorio independiente Green Bank . [3] El nombre del telescopio honra al difunto senador Robert C. Byrd , quien representó a Virginia Occidental y quien impulsó la financiación del telescopio a través del Congreso.

El telescopio Green Bank opera en longitudes de onda de metros a milímetros. Su área colectora de 100 metros de diámetro, apertura desbloqueada y buena precisión de superficie proporcionan una sensibilidad excelente en todo el rango operativo del telescopio de 0,1 a 116 GHz. El GBT es totalmente orientable y el 85 por ciento del hemisferio celeste local es accesible. Se utiliza para astronomía unas 6500 horas al año, de las cuales entre 2000 y 3000 horas al año se destinan a la ciencia de alta frecuencia. Parte de la fortaleza científica del GBT es su flexibilidad y facilidad de uso, lo que permite una respuesta rápida a nuevas ideas científicas. Se programa dinámicamente para que coincida con las necesidades del proyecto con el clima disponible. El GBT también se reconfigura fácilmente con hardware nuevo y experimental. La capacidad de mapeo de alta sensibilidad del GBT lo convierte en un complemento vital para el Atacama Large Millimeter Array , el Expanded Very Large Array , el Very Long Baseline Array y otros interferómetros de alta resolución angular. Las instalaciones del Observatorio de Green Bank también se utilizan para otras investigaciones científicas, para numerosos programas de educación y divulgación pública y para la formación de estudiantes y profesores.

El telescopio comenzó a funcionar regularmente en 2001, lo que lo convirtió en una de las instalaciones astronómicas más nuevas de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos (NSF). Se construyó tras el colapso de un telescopio anterior en Green Bank, el 300 Foot Radio Telescope , un paraboloide de 90,44 m que comenzó a realizar observaciones en octubre de 1961. [4] Este telescopio anterior se derrumbó el 15 de noviembre de 1988 debido a la falla de una placa de refuerzo en el conjunto de la viga del cajón, que era un componente clave para la integridad estructural del telescopio. [5] [6]

Ubicación

El radiotelescopio Robert C. Byrd Green Bank (GBT) tiene un área de recolección de 2,3 acres (0,93 ha) que enfoca las ondas de radio que caen sobre él en receptores sensibles ubicados en la parte superior del brazo unido al costado.

El telescopio se encuentra cerca del corazón de la Zona Nacional de Silencio Radioeléctrico de los Estados Unidos , un área única ubicada en la ciudad de Green Bank, Virginia Occidental, donde las autoridades limitan todas las transmisiones de radio para evitar emisiones hacia el GBT y la estación Sugar Grove . La ubicación del telescopio dentro de la Zona de Silencio Radioeléctrico permite la detección de señales de radiofrecuencia débiles que las señales creadas por el hombre podrían enmascarar de otro modo. El observatorio limita con tierras del Bosque Nacional y las montañas Allegheny lo protegen de algunas interferencias de radio.

La ubicación del telescopio ha sido el sitio de importantes telescopios de radioastronomía desde 1957. [7] Actualmente alberga siete telescopios adicionales y, a pesar de su ubicación algo remota, recibe alrededor de 40.000 visitantes cada año. [8]

Descripción

La estructura pesa 7.600 toneladas métricas (8.400 toneladas cortas) y tiene 148 m (485 pies) de altura. La superficie del GBT es una superficie activa de 100 por 110 metros con 2.209 actuadores (pequeños motores utilizados para ajustar la posición) para los 2.004 paneles de superficie, lo que hace que el área total de recolección sea de 2,3 acres (9.300 m 2 ). [9] [10] Los paneles están hechos de aluminio fabricado con una precisión de superficie de mejor que 50 micrómetros (0,0020 pulgadas) RMS . [11] Los actuadores ajustan las posiciones del panel para compensar la flacidez o flexión bajo su propio peso, que cambia a medida que el telescopio se mueve. Sin este llamado ajuste de "superficie activa", las observaciones a frecuencias superiores a 4 GHz no serían tan eficientes. [12]

El reflector primario, algo poco habitual en un radiotelescopio, es un segmento descentrado de un paraboloide. Se trata del mismo diseño que se utiliza en antenas parabólicas de televisión por satélite domésticas más pequeñas (por ejemplo, de 45 a 100 cm) . El reflector asimétrico permite que el punto focal del telescopio y el cuerno de alimentación se ubiquen en el costado de la antena, de modo que esta y su brazo de soporte retráctil no obstruyan las ondas de radio entrantes, como ocurre en los diseños de radiotelescopios convencionales con el alimentador ubicado en el eje del haz del telescopio.

El brazo de soporte desplazado de 200 pies (61 m) alberga un receptor de enfoque principal en un brazo retráctil frente a un subreflector y una sala de receptores. [13] [14] Para la operación de enfoque principal , el brazo se extiende para colocar la bocina de alimentación frente al subreflector de 8 m. Para la operación de enfoque gregoriano , el brazo de enfoque principal se retrae. El subreflector, posicionado por una plataforma Stewart con 6 grados de libertad, refleja las ondas de radio entrantes hacia ocho alimentaciones de frecuencia más alta en una torreta giratoria ubicada en la parte superior de la sala del receptor. La torreta controlada por computadora puede rotar un receptor particular a la posición en unos pocos minutos. [15] Las frecuencias operativas varían de 290 MHz a 115 GHz. [12]

Como telescopio de montaje en acimut y elevación , los ajustes de acimut son accionados por cuatro carros con cuatro ruedas cada uno sobre un riel de 210 pies (64 m) de diámetro. Los 16 motores de treinta caballos de fuerza pueden cambiar el acimut a una velocidad de hasta 40 grados por minuto. [16] El eje de acimut también está soportado por un cojinete de pivote en el punto central de la pista de acimut. [14]

La estructura de la rueda de elevación proporciona capacidad de inclinación para ajustar elevaciones entre 5 y 95 grados. El engranaje giratorio de 98 pies (30 m) de radio en la rueda de elevación es impulsado por ocho motores de 40 caballos de fuerza con una capacidad de cambiar las elevaciones hasta 20 grados por minuto. El eje de elevación de 98 pies (30 m) de largo y 8 pies (2,4 m) de diámetro proporciona el soporte principal de la estructura de la rueda. La rueda de elevación también contiene un contrapeso relleno de hormigón para equilibrarse con la superficie y la estructura del brazo de alimentación. [16] [17]

Debido a su altura (con 148 metros o 485 pies de altura, es un 60% más alta que la Estatua de la Libertad ) y volumen (16 millones de libras), los lugareños a veces se refieren a la GBT como la "Gran Cosa". [22] [23]

Las capacidades del telescopio incluyen el sistema ngRADAR, que utiliza el plato como antena transmisora ​​de radar para observar objetos del sistema solar, como asteroides. [24]

Descubrimientos

Imagen compuesta de una observación de la línea espectral de la región de formación estelar W51, que muestra la distribución del amoníaco en la región. Imagen del telescopio tomada a partir de una película con lapso de tiempo de una noche de observaciones

En 2002, los astrónomos detectaron tres nuevos púlsares de milisegundos en el cúmulo globular Messier 62. [ 25]

En 2006, se anunciaron varios descubrimientos, incluido un gran campo magnético en forma de bobina en la nube molecular de Orión , [26] y una gran superburbuja de gas hidrógeno a 23.000 años luz de distancia, llamada Superburbuja de Ofiuco . [27] [28]

En 2019 se detectó la estrella de neutrones más masiva hasta la fecha, PSR J0740+6620 . [29] Desde 2004, se han descubierto 28 nuevas moléculas complejas en el medio interestelar con el telescopio Green Bank. [30]

Financiación amenazada

En respuesta a problemas presupuestarios limitados, la División de Ciencias Astronómicas (AST) de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) encargó un comité de revisión de cartera, que llevó a cabo su trabajo entre septiembre de 2011 y agosto de 2012. [31] [32] [33] El comité, que revisó todas las instalaciones y actividades apoyadas por la AST, estaba compuesto por 17 científicos externos y presidido por Daniel Eisenstein de la Universidad de Harvard. [31] [32] [33] [34] Como parte de la recomendación de agosto de 2012 del comité para el cierre de seis instalaciones, estaba que el Telescopio Robert C. Byrd Green Bank (GBT) debería ser desfinanciado en un período de cinco años. [33] [34] [35]

En julio de 2014, el Comité de Asignaciones Presupuestarias del Senado de los Estados Unidos aprobó el presupuesto de la NSF para el año fiscal 2014, que no preveía la desinversión del GBT en ese año fiscal. La institución comenzó entonces a buscar socios que la ayudaran a financiar sus costos operativos anuales de 10 millones de dólares. [36]

El 1 de octubre de 2016, el Observatorio Nacional de Radioastronomía de Green Bank se separó de la NSF y comenzó a aceptar fondos de fuentes privadas para seguir funcionando como una institución independiente, el Observatorio de Green Bank . [37]

Relación con Breakthrough Escuchar

El telescopio es una instalación clave del proyecto Breakthrough Listen [38] , en el que se utiliza para buscar señales de radio posiblemente emitidas por tecnologías extraterrestres. A finales de 2017, el telescopio se utilizó para escanear ʻOumuamua en busca de señales de inteligencia extraterrestre . [39] [40]

Véase también

Referencias

  1. ^ Benningfield, Damond (junio de 2016). "SETI recibe una actualización". Air & Space/Smithsonian . Museo Nacional del Aire y el Espacio . Consultado el 27 de mayo de 2016 .
  2. ^ "Radiotelescopio Effelsberg".
  3. ^ "Cambios estructurales del NRAO: anuncio de la separación del Observatorio Green Bank y el Observatorio Long Baseline, Associated Universities, Inc".
  4. ^ Burner Flegel, Louise (14 de abril de 2016). «Observatorio Nacional de Radioastronomía». e-WV: The West Virginia Encyclopedia . Consultado el 1 de enero de 2020 .
  5. ^ Colapso del telescopio NRAO de 300 pies
  6. ^ "Decisión anunciada en el caso de arbitraje del telescopio Green Bank" (Comunicado de prensa). Observatorio Nacional de Radioastronomía. 12 de febrero de 2001. Bibcode :2001nrao.pres....5. Consultado el 1 de enero de 2020 . ...y el trabajo debía comenzar el 19 de diciembre de 1990... el telescopio fue aceptado por el contratista el 13 de octubre de 2000, casi seis años después de la fecha de entrega del contrato original.
  7. ^ Lockman, FJ; Ghigo, FD; Balser, DS, eds. (2007). Pero fue divertido: Los primeros cuarenta años de radioastronomía en Green Bank (PDF) . Green Bank, W. Va.: Observatorio Nacional de Radioastronomía . ISBN 978-0-97004-112-8. OCLC  144734774 . Consultado el 1 de enero de 2020 .
  8. ^ "Datos sobre Green Bank". greenbankobservatory.org . Observatorio Green Bank . 18 de octubre de 2016 . Consultado el 31 de octubre de 2017 .
  9. ^ "Telescopio Robert C. Byrd Green Bank". www.gb.nrao.edu . Observatorio Nacional de Radioastronomía . 9 de agosto de 2011. Archivado desde el original el 9 de agosto de 2011.
  10. ^ Frayer, David. "Propuestas para el GBT". Observatorio Nacional de Radioastronomía . Consultado el 1 de noviembre de 2016 .
  11. ^ Hunter, Todd R.; et al. (2011). "Medición holográfica y mejora de la superficie del telescopio Green Bank". Publicaciones de la Sociedad Astronómica del Pacífico . 123 (907): 1087–1099. arXiv : 1107.2081 . Código Bibliográfico :2011PASP..123.1087H. doi :10.1086/661950. S2CID  119180938.
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  22. ^ Jim Merithew, “¡Silencio! El último de los radiotelescopios gigantes está escuchando el universo”, Wired (octubre de 2009)
  23. ^ John M Thompson, “Observatorio de Virginia Occidental escanea el universo en busca de señales de radio”, The Washington Post (19 de noviembre de 2008)
  24. ^ Lewis, Briley, "Un nuevo radar espacial cazará asteroides que amenazan a los planetas" Scientific American , (21 de febrero de 2023).
  25. ^ "El nuevo telescopio Green Bank ha descubierto nuevos púlsares" (Comunicado de prensa). Observatorio Nacional de Radioastronomía . 2002-01-04.
  26. ^ El telescopio Green Bank realiza importantes descubrimientos en el espacio: el púlsar más rápido, Slinky, y la superburbuja de hidrógeno identificada por su magnetismo, The Charleston Gazette , 17 de enero de 2006
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  28. ^ "Enorme 'superburbuja' de gas saliendo de la Vía Láctea". PhysOrg.com . 13 de enero de 2006 . Consultado el 4 de julio de 2008 .
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