I ricercatori hanno utilizzato la più recente tecnologia wireless per sviluppare un nuovo ricevitore radio per l'astronomia. Il ricevitore è in grado di catturare onde radio a frequenze su una gamma molte volte più ampia di quelle convenzionali, e può rilevare le onde radio emesse da molti tipi di molecole nello spazio contemporaneamente. Ciò dovrebbe consentire progressi significativi nello studio dell'evoluzione dell'universo e dei meccanismi di formazione di stelle e pianeti.

Le nubi molecolari interstellari di gas e polvere forniscono il materiale per stelle e pianeti. Ogni tipo di molecola emette onde radio a frequenze caratteristiche e gli astronomi hanno rilevato emissioni da varie molecole su un'ampia gamma di frequenze. Osservando queste onde radio, possiamo conoscere le proprietà fisiche e la composizione chimica delle nubi molecolari interstellari. Questa è stata la motivazione che ha guidato lo sviluppo di un sistema di ricezione a banda larga.

Generalmente, la gamma di frequenze radio osservabili contemporaneamente da un radiotelescopio è molto limitata. Ciò è dovuto alle caratteristiche dei componenti che compongono un ricevitore radio. In questa nuova ricerca, il team di ricercatori dell'Osaka Prefecture University (OPU) e dell'Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone (NAOJ) ha ampliato la larghezza di banda di vari componenti, come il clacson che porta le onde radio nel ricevitore, il circuito in guida d'onda (tubo metallico) che propaga le onde radio, e il convertitore di radiofrequenza. Combinando questi componenti in un sistema ricevitore, il team ha raggiunto una gamma di frequenze rilevabili simultaneamente diverse volte più grande di prima. Per di più, questo sistema di ricezione è stato montato sul radiotelescopio OPU da 1,85 m nel Nobeyama Radio Observatory della NAOJ, ed è riuscito a catturare le onde radio da oggetti celesti reali. Ciò dimostra che i risultati di questa ricerca sono estremamente utili nelle osservazioni astronomiche reali.

"È stato un momento molto emozionante per me condividere la gioia di ricevere per la prima volta onde radio dalla Nebulosa di Orione con i membri del team, usando il ricevitore che avevamo costruito, " commenta Yasumasa Yamasaki, uno studente laureato dell'OPU e l'autore principale del documento che descrive lo sviluppo dei componenti del ricevitore a banda larga. "Sento che questo risultato è stato reso possibile dalla collaborazione di molte persone coinvolte nel progetto".

Rispetto ai ricevitori attualmente utilizzati nell'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), l'ampiezza delle frequenze osservabili contemporaneamente con i nuovi ricevitori è impressionante. Per coprire le frequenze radio comprese tra 211 e 373 GHz, ALMA utilizza due ricevitori, Fascia 6 e 7, ma può usarne solo uno alla volta. Inoltre, I ricevitori ALMA possono osservare due strisce di gamme di frequenza con larghezze di 5,5 e 4 GHz utilizzando i ricevitori Band 6 e 7, rispettivamente. In contrasto, il nuovo ricevitore a banda larga può coprire tutte le frequenze con una sola unità. Inoltre, soprattutto nella banda di frequenza più alta, il ricevitore può rilevare onde radio in una gamma di frequenze di 17 GHz alla volta.

"È stata un'esperienza molto preziosa per me essere coinvolto nello sviluppo di questo ricevitore a banda larga dall'inizio fino all'osservazione di successo, "dice Sho Masui, uno studente laureato all'OPU e l'autore principale del documento di ricerca che riporta lo sviluppo del ricevitore e le osservazioni del test. "Sulla base di queste esperienze, Vorrei continuare a dedicare ulteriori sforzi al progresso dell'astronomia attraverso lo sviluppo di strumenti."

Questa tecnologia a banda larga ha permesso di osservare le nubi molecolari interstellari lungo la Via Lattea in modo più efficiente utilizzando il radiotelescopio di 1,85 m. Inoltre, l'ampliamento della larghezza di banda del ricevitore è elencato come uno degli elementi ad alta priorità nella Roadmap di sviluppo di ALMA che mira a migliorare ulteriormente le prestazioni di ALMA. Questo risultato dovrebbe essere applicato ad ALMA e ad altri grandi radiotelescopi, e per dare un contributo significativo per migliorare la nostra comprensione dell'evoluzione dell'universo.