Gran Telescopio Milimétrico

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Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (GTM)
GTM imagen.JPG
Organización Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica, Universidad de Massachusetts
Ubicación Atzitzintla (Puebla, México)
Coordenadas 18°59′09″N 97°18′53″O / 18.985833333333, -97.314722222222Coordenadas: 18°59′09″N 97°18′53″O / 18.985833333333, -97.314722222222
Longitud de onda microondas
Fecha de construcción 1997 - []
Diámetro 50 m
Área Superficie de recolección de ~2,000 m2
Distancia focal 132,5 m
Tipo de montaje Telescopio de apertura simple con una superficie reflectora primaria de 50 m de diámetro, espejo secundario de 2.64 m de diámetro descansa sobre 16 ruedas encerradas en 4 carritos, que se deslizan sobre una vía de acero para realizar rotaciones acimutales. La alidada contiene un cuarto de control y las cabinas de receptores, donde la instrumentación recibirá el haz reflejado por el espejo terciario y la óptica templada de acoplamiento.
Plano focal de 1.33 mm.
Sitio web www.lmtgtm.org
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Ubicación del GTM.

El Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (GTM, inglés: Large Millimeter Telescope, o LMT) es un radiotelescopio de 50 m (acutalmente 32 m) de antena simple y movible, optimizado para realizar observaciones astronómicas en longitudes de onda entre 0.85 mm y 4 mm, es el más grande del mundo en su tipo.[1]

El GTM es un proyecto binacional mexicano (80 %) - estadounidense (20 %) liderado por el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) y la Universidad de Massachusetts en Amherst (UMass-Amherst), y se encuentra localizado en la cima del volcán extinto Sierra Negra o Tliltépetl  a una latitud de 18°59'06" Norte y longitud 97° 18' 53" Oeste y una altura de 4580 msnm, dentro del Parque Nacional Pico de Orizaba en el estado de Puebla (México). La misión del GTM es: 1) realizar investigación pionera, 2) entrenar a las futuras generaciones de científicos e ingenieros y 3) desarrollar nueva tecnología para el beneficio de la sociedad. Su objetivo científico principal es estudiar la formación y evolución de estructuras en el Universo a lo largo de su historia. El GTM observa principalmente objetos térmicamente fríos, la mayoría de ellos con altas cantidades de polvo estelar y/o gas molecular. Entre los objetos de estudio se encuentran: cometas, planetas, discos protoplanetarios, estrellas en formación, estrellas evolucionadas, nubes moleculares, galaxias con formación estelar, núcleos activos de galaxias, galaxias con alto corrimiento al rojo, cúmulos de galaxias y la radiación del fondo cósmico de microondas.

El diseño del GTM contempla  sistema óptico Cassegrain con una superficie reflectora primaria parabólica de 50 m de diámetro (M1) integrada por 180 segmentos distribuidos en cinco anillos concéntricos. El número de segmentos por anillo es: 12 en el más interno, 24 en el segundo y 48 en los tres anillos más externos.[2]​ A su vez, cada segmento está constituido por 8 subpáneles de níquel electroformado montados sobre una estructura de soporte. Los segmentos se conectan a la estructura del telescopio a través de actuadores, permitiendo tener una superficie reflectora primaria activa. La superficie reflectora secundaria (M2) tiene un diámetro de 2.6 m y está integrado por 9 subpáneles de níquel electroformado. Esta superficie está sujeta a un hexápodo activo cuya movilidad permite optimizar el foco del telescopio y el cual está unido a la estructura del telescopio a través de un tetrápodo de metal. Finalmente la superficie reflectora terciaria (M3) plana de 1.6 m que refleja el haz de luz hacia los instrumentos instalados en el telescopio.[2][3]

Historia[editar]

El 17 de noviembre de 1994 se firmó el acuerdo entre el INAOE y UMass-Amherst para desarrollar el proyecto del Gran Telescopio Milimétrico, comenzando la construcción de la antena hasta 1998.[4]​ A mediados del 2011 se realizaron observaciones de primera luz a 3 mm y 1.1 mm utilizando el Buscador de corrimiento al rojo (inglés: Redshift Search Receiver o RSR) y la cámara de continuo AzTEC, respectivamente. En mayo de 2013 el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano inició su primer periodo de observaciones científicas de ciencia temprana,[5]​ cuyos resultados han sido reportados en más de una decena de artículos científicos en revistas arbitradas internacionales.[6]​ El 22 de octubre de 2012 la Junta de Gobierno del INAOE aprobó la iniciativa de otorgarle al GTM el nombre de Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano, en memoria de su impulsor Alfonso Serrano Pérez-Grovas.[7]

Instrumentación[editar]

El conjunto de instrumentos del GTM se compone de receptores heterodinos y de cámaras de continuo, algunos de ellos todavía en desarrollo.

Instrumentos heterodinos[editar]

  • SEQUOIA[8]

Es un arreglo criogénico de plano focal que cuenta con 32 pixeles de polarización doble, distribuidos en arreglos de 4x4 , alimentados por cornetas cuadradas separadas por 2fλ. El arreglo se ha diseñado para que opere en el intervalo de 85 a 115.6 GHz a 18 K. Los preamplificadores del arreglo son circuitos integrados monolíticos de microondas (inglés: Monolithic Microwave Integrated Circuits o MMIC) de fosfato de indio (InP), diseñados en UMass-Amherst, con ruido por debajo de los 55 K en el intervalo de 85 a 107 GHz, alcanzando los 90 K a 116 GHz.

El buscador de corrimientos al rojo (inglés

Se trata de un receptor novedoso diseñado para cubrir instantáneamente la banda atmosférica de 75 a 110 GHz en una sola sintonización, basado en la tecnología de los circuitos integrados monolíticos de microondas, como los que usa SEQUOIA. El receptor cuenta con cuatro pixeles dispuestos en una configuración de doble haz y doble polarización. Los haces con polarizaciones ortogonales se combinan en transductores ortomodales basados en guías de onda. El intercambio de haces en el cielo se efectúa gracias a un interruptor polarimétrico de rotación Faraday y una red de alambre frente a las cornetas. La temperatura de ruido típica es < 50 K. Debido a que este intercambiador no tiene componentes mecánicas móviles, el buscador de corrimientos al rojo tendrá una estabilidad excepcional en las líneas de base, apropiada para la detección de la escalera de transiciones del CO que emiten las galaxias en formación a distancias cosmológicas. El espectrómetro en el que se recibe la señal es un autocorrelador analógico innovador que cubre toda la ventana de 36 GHz con una resolución de 31 MHz, lo que equivale a 100 km/s a 90 GHz.

Instrumentos de continuo[editar]

AzTEC es una cámara milimétrica configurada para operar a 1.1 mm. Está formada por un arreglo de 144 bolómetros de tela de araña de Si-Ni, dispuestos en paquetes hexagonales compactos, y alimentados por un arreglo de cornetas separadas por 1.4 fλ. Los detectores se enfrían a ~250 mK dentro de un criostato de 3He de ciclo cerrado con tres etapas que permite tener una sensibilidad por pixel de ~3 mJy Hz-1/2.  El campo de visión de AzTEC en el GTM es 2.4 minutos de arco cuadrados y consigue tomar imágenes completamente muestreadas mediante movimientos del telescopio o del espejo secundario.

Instrumentos futuros[editar]

TolTEC será una cámara polarimétrica, de alta sensibilidad y velocidad de mapeado, que observará al mismo tiempo en tres bandas: 1.1, 1.4 y 2.1 mm. Estará formada por 7000 detectores de inductancia cinética (KIDs) sensibles a una única polarización lineal, por lo que en cada observación se obtendrán seis imágenes, una por por cada banda y polarización. Los casos científicos que abordará TolTEC abarcan: cosmología y física de cúmulos, evolución galáctica e historia de formación estelar a escalas del Universo, relación entre las nubes moleculares gigantes y la formación estelar y cuerpos pequeños del Sistema Solar.

Telescopio del Horizonte de Eventos[editar]

El GTM es parte de la colaboración internacional del proyecto del Telescopio del Horizonte de Eventos (inglés: Event Horizon Telescope) que busca tomar la imagen directa de la sombra de un agujero negro por primera vez en la historia. El GTM ha participado en las observaciones del agujero negro de nuestra galaxia desde el 2015.[16][17][18]

Referencias[editar]

  1. «Página web oficial del GTM». www.lmtgtm.org. 
  2. a b «Página oficial del GTM / Descripción del Telescopio». www.lmtgtm.org. Consultado el 25 de mayo de 2017. 
  3. «Conacyt Prensa / La construcción del Gran Telescopio Milimétrico (GTM) Alfonso Serrano». 
  4. «El Gran Telescopio Milimétrico observa el universo desde Puebla». Consultado el 4 de junio de 2017. 
  5. «INAOE / Nota de prensa». inaoep.mx. Consultado el 25 de mayo de 2017. 
  6. «Página oficial del GTM / Lista de publicaciones científicas». www.lmtgtm.org. 
  7. https://www.inaoep.mx/portalfiles/marconormativo/Certificacion_de_acuerdos_Segunda_Sesion_Extraordinaria.pdf
  8. «Página web oficial del GTM / SEQUOIA». 
  9. «REDSHIFT». daisy.astro.umass.edu. Consultado el 26 de mayo de 2017. 
  10. «Página web oficial del GTM / Buscador de corrimientos al rojo». 
  11. Erickson, N.; Narayanan, G.; Goeller, R.; Grosslein, R. (October, 2007). «An Ultra-Wideband Receiver and Spectrometer for 74--110 GHz». From Z-Machines to ALMA: (Sub)Millimeter Spectroscopy of Galaxies ASP Conference Series, Vol. 375, proceedings of the conference held 12-14 January, 2006 at the North American ALMA Science Center, National Radio Astronomy Observatory, Charlottesville, Virginia, United States. Edited by Andrew J. Baker, Jason Glenn, Andrew I. Harris, Jeffrey G. Mangum and Min S. Yun., p.71. 2007ASPC..375...71E. 
  12. «Página oficial de UMass-Amherst / AzTEC». 
  13. «Página oficial del GTM / AzTEC». 
  14. «Página web TolTEC». Consultado el {{subst: fecha}}. 
  15. «CONACYT Comunicado de prensa». Consultado el {{subst: fecha}}. 
  16. «Página oficial del Telescopio del Horizonte de Eventos / Arreglo». 
  17. «Página web oficial del GTM / Telescopio del Horizonte de Eventos». 
  18. «Página oficial del INAOE / Noticias 2017 Participación del GTM en el Event Horizon Telescope». 

Enlaces externos[editar]