72 orejas en un solo plato exprés
Los radiotelescopios son como orejas que escuchan el cosmos. Normalmente hay una sola oreja: capta la señal de un diminuto punto del cielo. Eso es lento. En el telescopio «Parks», en Australia, ahora trabajan 72 orejas a la vez. Se han enfriado hasta la temperatura del helio líquido para que el ruido propio de los receptores no ahogue el débil susurro de las galaxias lejanas.
El nuevo sistema se probó con dos objetivos: la Gran Nube de Magallanes y la galaxia vecina NGC 6744. Ambas brillan en la línea del hidrógeno neutro: una onda de radio de 21 centímetros que emiten los átomos de hidrógeno cuando el electrón invierte su espín. La comparación con los mapas antiguos mostró que antes los telescopios pasaban por alto nubes de gas extensas pero muy tenues. Ahora se ven.
Pero 72 haces también traen un problema: las interferencias de los transmisores terrestres y la radiación de fondo pueden estropear la señal. Los astrónomos probaron nuevos métodos de limpieza: una descomposición tridimensional de los datos, similar a separar un cóctel complejo en sus componentes originales. Resultó que este método conserva mejor las señales débiles y extensas que los antiguos métodos por capas. Esto es importante para los futuros mapas de distribución del hidrógeno en el universo: con ellos se podrá rastrear cómo el gas se reunió para formar galaxias.
El nuevo sistema en «Parks» no es solo una mejora de un telescopio. Es una prueba de las tecnologías que sentarán las bases de los futuros estudios gigantes del cielo. Cuando 72 orejas trabajan a la vez, el universo se cuenta a sí mismo más rápido y con más detalle.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2602.12677
Spectral-line results from a new cryogenic phased array feed (cryoPAF) on the Murriyang telescope at Parkes are presented. This array offers a significant improvement in field of view, aperture efficiency, bandwidth, chromaticity and survey speed compared with conventional horn-fed receivers. We demonstrate this with measurements of sky calibrators and observations of 21-cm neutral hydrogen (HI) in the LMC and the nearby galaxy NGC 6744. Within 0.3 deg of the optical axis, the ratio of system temperature to dish aperture efficiency is 25 K and the ratio with beam efficiency is 21 K (at 1.4 GHz). For the previously measured $$T_{sys} = 17$$ K, respective efficiency values 0.7 and 0.8 are derived. Our HI observational results are in good agreement with previous results, although detailed comparison with multibeam observations of the LMC suggests that the earlier observations may have missed an extended component of low-column-density gas ($$8\times 10^{18}$$ cm$$^{-2}$$). We use the cryoPAF zoom-band and wideband data to make a preliminary investigation of whether the large number of simultaneous beams (72) permits the use of novel data reduction methods to reduce the effects of foreground/background continuum contamination and RFI. We also investigate if these methods can better protect against signal loss for the detection of faint, extended cosmological signals such as HI intensity maps. Using robust higher-order singular value decomposition (SVD) techniques, we find encouraging results for the detection of both compact and extended sources, including challenging conditions with high RFI occupancy and significant sky continuum structure. Examples are shown that demonstrate that 3D SVD techniques offer a significant improvement in noise reduction and signal capture compared with more traditional layered 2D techniques.
La temperatura de los receptores del nuevo sistema es de unos 17 kelvin, es decir, menos 256 grados Celsius. Es más frío que la superficie de Plutón.
En la novela «Contacto» de Carl Sagan, los radiotelescopios escuchan el cielo en busca de señales extraterrestres. El nuevo sistema de 72 haces es precisamente un paso para escuchar muchas direcciones a la vez y no perderse nada.