En el esquema PULSE@Parkes utilizarás el radiotelescopio de Parkes para realizar tus observaciones. En esta sección aprenderás los fundamentos de cómo funciona un radiotelescopio de un solo plato como el Parkes.
Un radiotelescopio es simplemente un telescopio que está diseñado para recibir ondas de radio del espacio. En su forma más simple tiene tres componentes:
- Una o más antenas para recoger las ondas de radio entrantes. La mayoría de las antenas son platos parabólicos que reflejan las ondas de radio a un receptor, de la misma manera que un espejo curvo puede enfocar la luz visible a un punto.
- Un receptor y un amplificador para aumentar la débil señal de radio hasta un nivel medible. Hoy en día los amplificadores son extremadamente sensibles y normalmente se enfrían a temperaturas muy bajas para minimizar las interferencias debidas al ruido generado por el movimiento de los átomos en el metal (llamado ruido térmico).
- Una grabadora para mantener un registro de la señal. En la actualidad, la mayoría de los radiotelescopios graban directamente en algún tipo de disco de memoria de ordenador, ya que los astrónomos utilizan un sofisticado software para procesar y analizar los datos.
- Veamos cómo funcionan estos componentes en el radiotelescopio de Parkes.
Los puntales de soporte en la parte inferior de la antena de ParkesLa antena
Parkes tiene una antena de disco parabólico de 64 m de diámetro con una superficie colectora de 3.216 m2. La antena está formada por paneles de aluminio soportados por un entramado de puntales. Ante las ondas de radio procedentes del espacio, la superficie del plato actúa como un espejo liso. Las ondas se reflejan y enfocan en una bocina de alimentación situada en la base de la cabina de enfoque del telescopio. La antena parabólica tiene una masa de 300 toneladas y se deforma por su propio peso al apuntar a diferentes partes del cielo. Sin embargo, gracias a un inteligente diseño de ingeniería, esta distorsión se tiene en cuenta para que las ondas radioeléctricas se reflejen siempre en la cabina de enfoque.
La cabina de enfoque alberga los receptores.El telescopio opera en frecuencias de 440 MHz a 23 GHz, lo que corresponde a ondas radioeléctricas de 75 cm a 7 mm. Para que una onda radioeléctrica se refleje en la antena parabólica, debe ser más suave que una fracción de la longitud de onda. En el caso del telescopio de Parkes, la superficie de la antena parabólica tiene una precisión de 1 a 2 mm con respecto a la parábola de mejor ajuste, lo que permite reflejar ondas de radio de 7 mm.
¿Por qué es tan grande la antena parabólica?
El tamaño de una antena parabólica determina la cantidad de radiación entrante que se puede recoger. Cuanto mayor sea el área de captación, más débil será la fuente que se pueda detectar. Parkes es una antena de 64 m, la segunda antena individual más grande del hemisferio sur.En el caso de un radiotelescopio de un solo plato, el tamaño del plato también determina el campo de visión del telescopio. Cuando se utiliza un solo receptor, el telescopio Parkes tiene un ancho de haz de unos 15 minutos de arco, la mitad del tamaño de la Luna en el cielo.
Receptores
El receptor multihaz de Parkes, mostrado aquí en el taller sin su cubierta aislante. Tiene 13 bocinas de alimentación, que aquí se ven como los tubos de bronce.Las débiles señales de radio son canalizadas por las bocinas de alimentación hacia un receptor situado en la cabina de enfoque ubicada en la parte superior del telescopio. Los receptores de radio amplifican la señal entrante aproximadamente un millón de veces. Parkes dispone de un conjunto de receptores optimizados para diferentes rangos de frecuencia y aplicaciones. Los receptores se refrigeran criogénicamente, normalmente con refrigeradores de gas helio que los enfrían a unos 10 Kelvin (-260° C) para minimizar el ruido térmico en la electrónica que, de otro modo, inundaría la señal entrante.Para las observaciones de púlsares en Parkes, los observadores suelen utilizar el haz central del receptor multihaz de Parkes, el receptor HOH, que detectan la radiación de 21 cm (1420 MHz), o el receptor de doble banda que puede observar a 10 cm y 50 cm simultáneamente.
Registradores
Las señales amplificadas se transportan por cable de fibra óptica desde los receptores de la cabina de enfoque hasta la torre, donde se almacenan en discos informáticos. Dependiendo del tipo de observación, algunos de los datos se procesan in situ utilizando los ordenadores de la torre. En el caso de las observaciones de púlsares, la velocidad a la que se reciben los datos puede ser extremadamente alta.
Estadísticas del telescopio Diameter of dish 64 m Collecting area of dish 3,216 m2 Height to top of focus cabin 58 m Focal length 27.4 m Weight of dish 300 tonnes Weight above control tower 1,000 tonnes Maximum tilt 60° Time to maximum tilt 5 minutes Time for 360° rotation 15 minutes Surface accuracy 1-2 mm difference from best-fit parabola Pointing accuracy 11 arcseconds rms in wind Maximum operating wind speed 35 km per hour Motors 4 × 15 hp 480 volt DC 40,000:1 gear ratios Operating frequencies 440 and 660 and 1420 MHz (pulsar timing and surveys) 1420 MHz (atomic hydrogen in galaxies) 6 and 12 and 23 GHz (methanol and water masers) 23 GHz (ammonia in star-forming regions) Parkes Radio Telescope Statistics