Les chercheurs ont utilisé la dernière technologie sans fil pour développer un nouveau récepteur radio pour l'astronomie. Le récepteur est capable de capter des ondes radio à des fréquences sur une plage plusieurs fois plus large que les classiques, et peut détecter les ondes radio émises par de nombreux types de molécules dans l'espace à la fois. Cela devrait permettre des progrès significatifs dans l'étude de l'évolution de l'univers et des mécanismes de formation des étoiles et des planètes.

Les nuages ​​moléculaires interstellaires de gaz et de poussière fournissent la matière des étoiles et des planètes. Chaque type de molécule émet des ondes radio à des fréquences caractéristiques et les astronomes ont détecté des émissions de diverses molécules sur une large gamme de fréquences. En observant ces ondes radio, nous pouvons en apprendre davantage sur les propriétés physiques et la composition chimique des nuages ​​moléculaires interstellaires. C'est ce qui a motivé le développement d'un système de réception à large bande.

En général, la gamme de fréquences radio pouvant être observées simultanément par un radiotélescope est très limitée. Cela est dû aux caractéristiques des composants qui composent un récepteur radio. Dans cette nouvelle recherche, l'équipe de chercheurs de l'Université de la préfecture d'Osaka (OPU) et de l'Observatoire astronomique national du Japon (NAOJ) a élargi la bande passante de divers composants, comme le klaxon qui amène les ondes radio dans le récepteur, le circuit guide d'ondes (tube métallique) qui propage les ondes radio, et le convertisseur de fréquence radio. En combinant ces composants dans un système récepteur, l'équipe a atteint une gamme de fréquences détectables simultanément plusieurs fois plus grande qu'auparavant. Par ailleurs, ce système de récepteur a été monté sur le radiotélescope OPU de 1,85 m dans l'observatoire radio de Nobeyama du NAOJ, et a réussi à capturer les ondes radio des objets célestes réels. Cela montre que les résultats de cette recherche sont extrêmement utiles dans les observations astronomiques réelles.

"Ce fut un moment très émouvant pour moi de partager la joie de recevoir pour la première fois les ondes radio de la nébuleuse d'Orion avec les membres de l'équipe, en utilisant le récepteur que nous avions construit, " commente Yasumasa Yamasaki, un étudiant diplômé de l'OPU et l'auteur principal de l'article décrivant le développement des composants du récepteur à large bande. "Je pense que cette réalisation a été rendue possible grâce à la coopération de nombreuses personnes impliquées dans le projet."

Par rapport aux récepteurs actuellement utilisés dans l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), l'étendue des fréquences qui peuvent être observées simultanément avec les nouveaux récepteurs est frappante. Pour couvrir les fréquences radio entre 211 et 373 GHz, ALMA utilise deux récepteurs, Bande 6 et 7, mais ne peut en utiliser qu'un seul à la fois. En outre, Les récepteurs ALMA peuvent observer deux bandes de gammes de fréquences avec des largeurs de 5,5 et 4 GHz en utilisant les récepteurs Bande 6 et 7, respectivement. En revanche, le nouveau récepteur large bande peut couvrir toutes les fréquences avec une seule unité. En outre, surtout dans la bande de fréquence plus élevée, le récepteur peut détecter des ondes radio dans une gamme de fréquences de 17 GHz à la fois.

"Ce fut une expérience très précieuse pour moi d'être impliqué dans le développement de ce récepteur à large bande depuis le début jusqu'à l'observation réussie, " dit Sho Masui, un étudiant diplômé de l'OPU et l'auteur principal du document de recherche rapportant le développement du récepteur et les observations de test. « Sur la base de ces expériences, J'aimerais continuer à consacrer davantage d'efforts à l'avancement de l'astronomie par le développement d'instruments."

Cette technologie à large bande a permis d'observer plus efficacement les nuages ​​moléculaires interstellaires le long de la Voie lactée à l'aide du radiotélescope de 1,85 m. En outre, l'élargissement de la bande passante du récepteur est répertorié comme l'un des éléments hautement prioritaires de la feuille de route de développement d'ALMA qui vise à améliorer encore les performances d'ALMA. Cette réalisation devrait être appliquée à ALMA et à d'autres grands radiotélescopes, et apporter une contribution significative à l'amélioration de notre compréhension de l'évolution de l'univers.