Lo Square Kilometer Array (SKA) è destinato a diventare il più grande radiotelescopio sulla Terra. Scienziati dell'Università di Bielefeld e del Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR) con partner internazionali hanno ora esaminato il telescopio SKA-MPG, un prototipo per la parte dello SKA che riceve segnali nella gamma delle medie frequenze. Lo studio, pubblicato oggi (24 luglio) sulla rivista Avvisi mensili della Royal Astronomical Society , mostra che il telescopio, sviluppato congiuntamente da MPIfR e MT-Mechatronics GmbH, può anche essere usato da solo per fornire informazioni sull'origine dell'universo.

"Il telescopio SKA-MPG in Sud Africa ci aiuterà a capire la radiazione cosmica di fondo, "dice la dottoressa Aritra Basu, autore principale dello studio e fisico dell'Astroparticle Physics and Cosmology Working Group dell'Università di Bielefeld. La radiazione cosmica di fondo è la luce nella gamma delle microonde che è stata prodotta poco dopo il Big Bang, ed esplorarlo fornisce informazioni sull'origine dell'universo. "Però, le misurazioni della radiazione cosmica di fondo sono distorte da altri effetti in primo piano, come gli elettroni ultraveloci nel campo magnetico della Via Lattea. Per misurare la radiazione cosmica di fondo, abbiamo bisogno di saperne di più su questi effetti. Il nostro studio mostra che il nuovo telescopio è eccellente per studiare le radiazioni in primo piano con estrema precisione, "dice Basu.

Il telescopio SKA-MPG è stato sviluppato congiuntamente dall'Istituto Max Planck per la radioastronomia (MPIfR) di Bonn e dalla MT-Mechatronics GmbH. L'abbreviazione "MPG" sta per Max Planck Society, che sta finanziando il telescopio. Il radiotelescopio ha un diametro di 15 metri e può ricevere segnali tra 1,7 e 3,5 GHz. Attualmente è in fase di assemblaggio nel deserto del Karoo in Sud Africa. Dr. Gundolf Wieching dell'MPIfR, capo progetto del telescopio, prevede una prima distribuzione regolare nell'autunno 2019.

Il radiotelescopio è progettato principalmente come prototipo per una parte dello SKA che riceve segnali da una gamma di frequenze radio medie. Se il prototipo si comporta bene in una serie di test, circa 200 di questi telescopi saranno costruiti per la SKA in Sud Africa. Lo SKA osserverà frequenze radio medie e basse. Questo secondo strumento consisterà in migliaia di piccole antenne radio che possono essere combinate per simulare un enorme radiotelescopio. Le due parti dello SKA si estenderanno quindi per un chilometro quadrato in Australia e Sud Africa, da cui il nome "Square Kilometer Array". "Anche con il nostro prototipo, siamo in grado di guardare in profondità nell'universo grazie a un design intelligente per il telescopio e ai nuovi sviluppi nella tecnologia del ricevitore e del backend, " afferma il dottor Hans-Rainer Klöckner, astrofisico presso l'MPIfR. "Sono curioso di vedere cosa scopriremo una volta che 200 di questi telescopi saranno sincronizzati per lo SKA". Lo SKA sarà utilizzato, Per esempio, per esplorare le onde gravitazionali e l'energia oscura, o per testare la teoria della relatività di Einstein in condizioni estreme.

La SKA sarà la prima organizzazione scientifica globale con sedi in tre continenti:Africa, Australia, ed Europa. Inoltre, data center sono in fase di creazione in tutto il mondo. Una sfida speciale consiste nel gestire l'enorme volume di dati:lo SKA raccoglierà oltre 600 petabyte di dati di osservazione all'anno, equivalenti alla capacità di archiviazione di oltre mezzo milione di laptop.

Gli istituti di ricerca tedeschi coinvolti nei lavori preparatori per lo SKA hanno unito le forze nel "German Long Wavelength Consortium, " tra cui l'Università di Bielefeld e il Max Planck Institute for Radio Astronomy. I progetti del consorzio includono anche D-MeerKAT, in cui viene valutato il prototipo del telescopio SKA-MPG, ad esempio dallo studio pubblicato di recente. Il Ministero federale tedesco dell'istruzione e della ricerca sta finanziando D-MeerKAT come progetto di ricerca congiunto. Professore Dott. Dominik Schwarz, capo del gruppo di lavoro di fisica e cosmologia delle astroparticelle di Bielefeld, coordinate D-MeerKAT. "Le nostre indagini con il telescopio SKA-MPG sono un importante contributo indipendente alla cosmologia moderna, con molto lavoro e un po' di fortuna, potremmo essere in grado di aprire una nuova finestra sulla comprensione del Big Bang, "dice Schwarz.

Il Max Planck Institute for Radio Astronomy partecipa a questi progetti, tramite lo sviluppo del ricevitore (S-Band) per i radiotelescopi MeerKAT e anche tramite il prototipo di telescopio SKA-MPG in preparazione per lo SKA.