p Um novo e poderoso conjunto de radiotelescópios está sendo implantado pela primeira vez nesta semana, enquanto o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) no Chile se junta a uma rede global de antenas preparadas para fazer algumas das imagens de mais alta resolução que os astrônomos já obtiveram. O nível de detalhe aprimorado é equivalente a ser capaz de contar os pontos em uma bola de beisebol a partir de 8, 000 milhas de distância. p Cientistas do MIT e de outras instituições estão usando um método chamado VLBI (Very Long Baseline Interferometry) para conectar um grupo de radiotelescópios espalhados pelo globo no que é, na prática, um telescópio do tamanho do nosso planeta. Embora a técnica de VLBI não seja nova, os cientistas começaram recentemente a estendê-lo para comprimentos de onda milimétricos para aumentar ainda mais o poder de resolução. E agora, a adição do ALMA aos arrays VLBI globais está proporcionando um salto sem precedentes nas capacidades do VLBI.

p A inclusão do ALMA foi recentemente possibilitada por meio do Projeto de Fases do ALMA (APP), um esforço internacional liderado pelo Observatório MIT Haystack em Westford, Massachusetts, e o investigador principal Sheperd Doeleman, agora no Harvard – Smithsonian Center for Astrophysics.

p Antes deste projeto, os pratos ALMA trabalharam uns com os outros para fazer observações como uma única matriz; agora, o APP conseguiu a sincronização, ou "faseamento, "de até 61 antenas ALMA para funcionar como um único, antena de rádio altamente sensível - o maior número de antenas já colocadas juntas. Para alcançar isto, a equipe do APP desenvolveu um software personalizado e instalou vários novos componentes de hardware no ALMA, incluindo um maser de hidrogênio (um tipo de relógio atômico ultrapreciso), um conjunto de reformatadores de dados de altíssima velocidade, e um sistema de fibra óptica para transportar um fluxo de dados de 8 gigabytes por segundo para quatro gravadores de dados ultrarrápidos (o Mark6 projetado para Haystack). O culminar desses esforços é um aumento da ordem de magnitude na sensibilidade das redes VLBI milimétricas do mundo, e um aumento dramático em sua capacidade de criar imagens detalhadas de fontes que antes pareciam meros pontos de luz.

p "Muitas pessoas trabalharam arduamente nos últimos anos para tornar este sonho realidade, "diz Geoff Crew, líder de software para o APP. "O ALMA VLBI será verdadeiramente transformador para a nossa ciência."

p Um dos objetivos dessas novas inovações tecnológicas é criar uma imagem de um buraco negro. Este mês, duas organizações internacionais estão fazendo observações que permitirão aos cientistas construir essa imagem pela primeira vez. E o retrato que eles estão tentando capturar está perto de casa:Sagitário A * (Sgr A *), o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea.

p Muitos dados serão coletados durante os dois períodos de observação que é mais rápido levá-los de avião até o Palheiro do que seria transmiti-los eletronicamente. Petabytes de dados serão enviados de telescópios ao redor do mundo para Haystack para correlação e processamento antes que as imagens do buraco negro possam ser criadas. Correlação, que registra os dados de todos os telescópios participantes para contabilizar os diferentes tempos de chegada das ondas de rádio em cada local, é feito usando um banco especializado de computadores poderosos. O MIT Haystack é uma das poucas instalações de ciência de rádio em todo o mundo com a tecnologia e o conhecimento necessários para correlacionar essa quantidade de dados. Correlação adicional para essas sessões está sendo feita no Instituto Max Planck de Radioastronomia em Bonn, Alemanha.

p Duas sessões de observação estão ocorrendo. A sessão GMVA (Global mm-VLBI Array) observará uma variedade de fontes em um comprimento de onda de 3 milímetros, incluindo Sgr A * e outros núcleos galácticos ativos, e a sessão EHT (Event Horizon Telescope) observará Sgr A *, bem como o buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia próxima, M87, em um comprimento de onda de 1,3 milímetros. A equipe do EHT inclui pesquisadores do Observatório do Palheiro do MIT e do Laboratório de Ciência da Computação e Inteligência Artificial do MIT (CSAIL), trabalhando com o Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics e muitas outras organizações.

p "Vários fatores tornam 1,3 mm o comprimento de onda de observação ideal para Sgr A *, "de acordo com o cientista do Projeto APP Vincent Fish." Em comprimentos de onda de observação mais longos, a fonte seria borrada por elétrons livres entre nós e o centro galáctico, e não teríamos resolução suficiente para ver a sombra prevista do buraco negro. Em comprimentos de onda mais curtos, a atmosfera da Terra absorve a maior parte do sinal. "

p As observações atuais são as primeiras de uma série de estudos inovadores em VLBI e interferometria de rádio que permitirão novas descobertas científicas dramáticas. Os dados do novo array ALMA em fases também permitirão uma melhor imagem de outras fontes de rádio distantes por meio de uma melhor amostragem de dados, resolução angular aumentada, e, eventualmente, VLBI de linha espectral - observações de emissões de elementos e moléculas específicas.

p "O Phasing ALMA abriu novas possibilidades para a ciência de ultra alta resolução que irá muito além do estudo de buracos negros, " says Lynn Matthews, commissioning scientist for the APP. "Por exemplo, we expect to be able to make movies of the gas motions around stars that are still in the process of forming and map the outflows that occur from dying stars, both at a level of detail that has never been possible before."

p The black hole images from the data gathered this month will take months to prepare; researchers expect to publish the first results in 2018. p This story is republished courtesy of MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), a popular site that covers news about MIT research, innovation and teaching.