Proyectos y colaboraciones
Colaboraciones
Los miembros de nuestro equipo trabajan directamente con instituciones chilenas, europeas y norteamericanas. Entre ellas, el Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR), el Observatorio Europeo Austral (ESO) y el experimento Canadiense Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) y su backend de ráfagas rápidas de radio (FRB) (CHIME/FRB). También somos parte del Laboratorio de Ondas Milimétricas (MWL) en la Universidad de Chile. En colaboración con MPIfR trabajamos en una variedad de problemas, desde holografía para radiotelescopios (APEX y Effelsberg en longitudes de onda mm/sub-mm y cm) hasta observaciones de señales transitorias de radio con el telescopio Effelsberg. Dentro de la colaboración CHIME/FRB estamos activamente desarrollando herramientas para el proyecto de outriggers de CHIME/FRB. Los outriggers son cilindros parecidos a CHIME, y esparcidos por todo Norteamérica para observar y localizar (encontrar su galaxia anfitriona) FRBs. Múltiples telescopios son necesarios con una muy larga base en orden de precisamente localizar la posición en el cielo de los FRBs (lo cual es fundamental para el mecanismo de emisión y su uso como sonda de cosmología). Por último nuestro equipo colabora estrechamente con el Italian quantum eye (Iqueye; Naletto et al. 2009) un contador rápido de fotones capaz de etiquetar fotones con ~0.5 ns de precisión. Con este instrumento estudiamos la señal de pulsares y en el futuro eventos tipo transitorios.Canadian-Chilean array for radio transient studies (CHARTS)
Ráfagas de radio rápidas (del inglés fast radio bursts; FRBs) son destellos brillantes de emisión coherente de radio de duración milisegundos distribuidos a través del cielo y conocidos por originarse a distancias extragalácticas. Las FRBs fueron descubiertas en 2007, hace más de dos décadas, pero desde entonces ha habido una revolución en las frecuencias bajas. FRBs han sido teorizadas para estudiar múltiples problemas astrofísicos y de cosmología. Más del ~90% de los eventos FRB no se sabe que repiten (Petroff et al. 2022), lo que hace su localización en su galaxia anfitriona extremadamente difícil (encontrar la galaxia de donde provienen), y dificulta su uso como sonda cosmológica. La mayor parte de las FRBs han sido detectadas en el rango de frecuencias de 400--800 MHz, y por lo general son más energéticas a frecuencias bajas. Esto sugiere una buena oportunidad para un estudio en una banda de frecuencia más baja que es relativamente inexplorada por los instrumentos existentes. Aquí entonces proponemos construir un interferómetro de radio de longitud de onda larga en Chile, Canadian-Chilean array for radio transient studies (CHARTS), trabajando en un rango de frecuencias de 300--500 MHz con 256 antenas dipolo que combinadas ofrecen una gran área efectiva capaz de detectar FRBs de baja dispersión (DM) (permitiendo la localización de posibles galaxias anfitrionas cercanas) con una tasa esperada de ~100 FRBs/año. CHARTS implementará una mezcla de instrumentos comerciales y desarrollados en casa que se construirán en la Universidad de Chile en colaboración con la Universidad de Toronto (Dunlap Institute) y el MWL. Dentro del tercer año de operación de CHARTS estaremos cerrando las operaciones de puesta en marcha y teniendo una operación científica 24/7, buscando activamente los enigmáticos eventos FRBs. CHARTS es financiado por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID QUIMAL) y por Dunlap Seed fund (Dunlap Institute, University of Toronto). Este año CHARTS desarrollará componentes analógicos (cadena de frecuencia de radio, amplificación, antenas, etc), comprará sistemas digitales y comenzará a probarlos en la Universidad de Chile a fines de enero de 2025. Estimamos una implementación completa en el sitio a fines de 2025 y primeras observaciones a principios de 2026.FRBs repetitivas (FRB repeaters) con el telescopio de 100-m de Effelsberg
Las FRBs repetitivas son destellos cromáticos de duración en milisegundos o emisiones de radio sin un progenitor definido, aunque se piensa que algunos eventos provienen de una estrella de neutrones (magnetar), su principal mecanismo astrofísico sigue siendo desconocido. Nuestro equipo está buscando y estudiando activamente las ventanas de actividad de estos objetos para caracterizar sus propiedades (y en el futuro predecir su emisión). Colaboramos estrechamente con Prof. Cruces en la Pontificia Universidad Católica de Chile. Recientemente nuestro colega Cristóbal Braga ha publicado su primer artículo. Braga C. A. et al. 2024. FRB 20121102A monitoring: updated periodicity at L-band.Radio instrumentación en el Atacama Pathfinder Experiment (APEX)
Las antenas de apertura a altas frecuencias necesitan superficies de muy alta precisión, menores que la longitud de onda de observación, ~micrones. Esta es una tarea muy desafiante, ya que el estrés mecánico y las cargas de deformación doblan la superficie elástica de la antena de radio (por ejemplo, temperatura, viento, elevación). Desafortunadamente, los observables del telescopio no están directamente relacionados con la deformación de la superficie, y tales mediciones suelen no ser posibles. Los métodos de recuperación de fase (de la función de apertura), como la holografía para antenas de radio, son capaces de obtener aberraciones de la superficie, pero están limitados en elevación y condiciones de campo lejano desde la antena de referencia. Aquí hemos implementado un método para poder estudiar la superficie de APEX llamado, out-of-focus holography (Cassanelli et al. 2024), el cual a través de un análisis de observaciones y numérico puede resolver y encontrar errores de aberración de superficie. Aquí colaboramos activamente con MPIfR y APEX para encontrar estos errores y así mejorar la calidad de nuestra ciencia.Medición de tiempos de púlsares ópticos y búsqueda de eventos transitorios ópticos rápidos
Los contadores rápidos de fotones son foto-detectores (por ejemplo, diodos de avalancha de un solo fotón; SPADs) capaces de etiquetar fotones con una precisión de ~nanosegundos (más de una hora de observación continua). Estos instrumentos fueron desarrollados inicialmente para estudiar la interferometría (Barbieri et al. 2023; Handbury Brown 1974), pero ahora los estamos reutilizando para estudiar señales transitorias y similares a transitorios, como los púlsares. Aquí analizamos los pulsos de púlsares para restringir mejor sus mecanismos de emisión y probar nuestras capacidades para la detección de contrapartes rápidas de transitorios de radio (contrapartes teorizadas y post-resplandores; ráfagas ópticas rápidas). Nuestros colaboradores son el Prof. Naletto (Università di Padova) y el Dr. Zampieri (Istituto Nazionale di Astrofisica; INAF). Nuestro equipo está trabajando activamente para traer Iqueye a Chile.Publicaciones recientes de AstroLab
Braga C. A. et al. 2024. FRB 20121102A monitoring: updated periodicity at L-band. Submitted to A&A.