La actividad observacional del IAR se centra en el uso de dos radiotelescopios de disco simple y 30m de diámetro, que pueden funcionar con una variedad de receptores y permiten realizar estudios de líneas espectrales como la de 21 cm, el continuo de radio, y la polarización de la radiación recibida.
La primera etapa de observaciones e investigación en radioastronomía realizada con ambos radiotelescopios, y llevada adelante desde su inauguración hasta principios del año 2000, se centró en el relevamiento del cielo austral cuya finalidad fue la de realizar diversos mapas. En el siguiente enlace pueden acceder a dichas investigaciones:

Relevamientos anteriores

Contacto

observatorio@iar.unlp.edu.ar

Facilidades Observacionales

El IAR cuenta con dos antenas parabólicas de 30 metros de diámetro dedicadas al estudio de la radioastronomía. El primer radiotelescopio se puso en funcionamiento en 1966 y se usó principalmente para el estudio de la emisión del hidrógeno de la Galaxia, realizando mapeos del cielo sur. Con el paso de los años los receptores utilizados fueron siendo renovados para generar así mapas con mejor resolución espacial lo que permitió hacer estudios más detallados de las grandes regiones del cielo del Hemisferio Sur. El segundo se inauguró en el año 1977 y fue destinada al estudio del continuo de radio y a estudios polarimétricos en la frecuencia del hidrógeno neutro.

Luego de diversos trabajos de actualización, hoy en día ambas antenas están dedicadas a la observación de otros fenómenos, como por ejemplo las estrellas de neutrones y el Timing de púlsares, lo cual permitirá detectar y estudiar ondas gravitacionales.

Las antenas del IAR también están destinadas a la formación de recursos humanos. Estudiantes de las carreras de astronomía, física e ingeniería realizan prácticas de observación, procesamiento de datos de ciencia y manejo de instrumental. Estas actividades permiten que estos grupos inicien sus tareas de desarrollo tecnológico e investigación llevando a cabo sus trabajos finales de carrera dentro del IAR, lo que posibilita la formación de nuevas generaciones de investigadores, ingenieros y técnicos para nuestro país.

Características principales de ambos Instrumentos

Características Radiotelescopio Carlos Varsavsky

Radiotelescopio Esteban Bajaja

Diametro [mts] 30 30
Ancho de haz 3dB [°] 0.5 0.5
Montura Ecuatorial Ecuatorial
Frecuencia central [MHz] 1420 1300
Ancho de banda de RF [MHz] 112 300
Polarización 2 2
Temperatura de receptor [°K] ~95 ~90
Densidad de Flujo Equivalente de systema SEFD [°K] ~928 ~1081
Ganancia [Jy/K] ~10 ~12
Ancho de banda Instantáneo de adquisición, máximo [MHz] 112×1 Pol 56×2 Pol [suma]
Rango de Declinación -89° a -10° -89° a -10°
Tiempo de seguimiento de una fuente 3Hs 40 min. 3Hs 40 min.
Tubo de ruido para calibración Si Si
Modos de Observación Canales espectrales @ Ancho de banda, máximo

Ancho de banda de canal, tipico

Tiempo de integración mínimo, típico

Observación y Timing de Pulsares A1: 128ch @ 112MHz
A2: 64ch @ 56 MHz
875 KHz 73 microsegundos
Detección de línea espectral de HI-1420 MHz 1024@ 10MHz 9.76 KHz 20 milisegundos
Potencia total
Barrido de fuentes
A1: 112 MHz, una polarización.
A2: 56 MHz, dos polarizaciones
20 milisegundos

Última actualización de valores en la tabla: noviembre de 2020 (Electrónica & Sistemas)

Racks de adquisición de datos de ambos radiotelescopios
Imagen de dos radiofuentes calibradoras, compuesta por el barrido en las direcciones Norte-Sur y Este-Oeste, utilizando el Radiotelescopio E. Bajaja.

Proyectos de observación

El IAR ha desarrollado de forma exitosa o está en proceso de ejecución en la actualidad los siguientes proyectos:

PuMA (Pulsar Monitoring in Argentina)

Monitoreo del Timing de pulsares conocidos, en particular pulsares de milisegundo. Este proyecto se está llevado a cabo en colaboración con el proyecto NanoGrav, para la búsqueda de ondas gravitacionales de largo período. Este proyecto cuenta con ayuda financiera externa mediante el Dr. Carlos Lousto del Rochester Institute of Technology.

Para este proyecto se desarrolló un nuevo receptor del tipo digital para el segundo radiotelescopio del IAR. Este desarrollo se llevó adelante de forma local con personal del IAR, el cual diseñó, ensayó y construyó el receptor, hasta su instalación en el foco del Radiotelescopio E. Bajaja (antena II).

También está en estudio el desarrollo de un segundo receptor o 3ra generación de receptor digital para el Radiotelescopio C. Varsavsky (antena I), permitiendo así realizar observaciones con la última tecnología en ambas antenas.

CCRG-RIT https://ccrg.rit.edu/research/area/integrated-station-remote-pulsar-observations-data-mining-and-storage

PUGLI-S (PUlsar Glitching Squad)

El objetivo de este proyecto es realizar un seguimiento intenso de los púlsares brillantes con saltos temporales conocidos en el hemisferio sur en la banda L (1400MHz) utilizando las dos antenas IAR (A1, A2). Con estas observaciones de alta cadencia, construiremos una base de datos para identificar saltos grandes y pequeños, para evaluar una cadencia óptima de observaciones para el seguimiento continuo de cada púlsar. También estudiaremos el comportamiento de los residuos de los ToAs anteriores y posteriores a la falla, así como los efectos de jitter en diferentes escalas de tiempo.

Entre los objetivos de observación se encuentra el seguimiento cercano del púlsar de Vela y la detección de sus pulsos individuales, con el objetivo de observar el próximo salto en tiempo real. 

Actualmente estamos monitoreando los pulsares, J0738-4042, J0742-2822, J0835-4510, J1430-6623, J1644-4559, J1709-4429, J1721-3532, J1731-4744, J1740-3015, con una cadencia casi diaria usando una combinación de A1 y A2.

Desarrollo de Instrumental para uso en Radioastronomía

El IAR cuenta con la capacidad técnica necesaria, tanto en recursos humanos como en instrumental para el desarrollo del equipamiento necesario para la detección y recepción de emisiones de radio fuentes, esto hace posible que ambos radiotelescopios tengan la capacidad de operar de forma remota y continua, estudiando distintos objetos astronómicos.

Los desarrollos que se realizan cubren las técnicas de diseño en sistemas de Radio Frecuencia y Sistemas Digitales.

Imágenes del receptor desarrollado para el radiotelescopio Dr. E. Bajaja, y puesto en operación en el año 2018

En cuanto a los sistemas digitales el IAR trabaja en el desarrollo de receptores digitales denominados o “Digital Back-end” DBE, utilizando técnicas de diseño y desarrollo de última generación gracias al uso de plataformas de hardware basadas en FPGAs de alto rendimiento y desarrolladas por el grupo CASPER (Collaboration for Astronomy Signal Processing and Electronics Research) iniciado en la universidad de Berkley. Este grupo de desarrollo ha ido creciendo durante los últimos diez años, generando nuevos desarrollos en instrumentación que han sido utilizados en los principales radiotelescopios del mundo, como el observatorio de Arecibo en Puerto Rico, el telescopio Greenbank de EEUU, el MeerKAT, el SKA en desarrollo en Sudáfrica y utilizado en las campañas de observación del proyecto Event Horizon Telescope, que generó la primera imagen de un agujero negro.

Vista del rack de desarrollo de receptores digitales y placa CASPER-ROACH

Desarrollo de Back-End de ciencia para uso en las Estaciones de espacio profundo DS3 de la European Space Agency, Malargüe (Mendoza) y CLTC-CONAE-NEUQUEN (Neuquen)

El Instituto Argentino de Radioastronomía mantiene un convenio con la CONAE, para el desarrollo de un Back-End digital para investigación en radioastronomía, lo que permitirá realizar investigaciones en diversas áreas de la astronomía.

Este instrumento desarrollado por el IAR cuenta con la última tecnología de adquisición y proceso de datos dedicados a la instrumentación de radioastronomía. Está basado en las plataformas de hardware desarrolladas por el grupo CASPER (Collaboration for Astronomy Signal Processing and Electronics Research).

El mencionado desarrollo hará posible que la comunidad científica argentina haga uso de las estaciones de espacio profundo como potentes radiotelescopios, lo que permitirá aprovechar el 10% del tiempo asignado de cada estación a nuestro país.

Colaboracion next generation Event Horizon Telescope – IAR – CognitionBI

Event Horizon Telescope o Telescopio del Horizonte de Sucesos (también conocido por su sigla en inglés, EHT), es un proyecto que nuclea a diferentes radiotelescopios, combinando datos procedentes de estaciones de interferometría de muy larga base (very-long-baseline interferometry, o VLBI) ubicadas alrededor de la Tierra para observar el entorno más próximo al agujero negro supermasivo de la Vía Láctea, Sagitario A*, con resolución angular comparable a su horizonte de sucesos.

El proyecto EHT dio inicio a su próximo objetivo científico y tecnológico bajo el nombre de next generation EHT o ngEHT. En esta fase y como parte de los desarrollos tecnológicos para aumentar las capacidades observacionales, el Instituto Argentino de Radioastronomía colabora desde el año 2020 con el receptor digital o Back-End digital, mediante el desarrollo de código en lenguaje Verilog para sistemas FPGA. En el año 2021 se incorporó al proyecto la empresa CognitionBI, radicada en Córdoba, aportando su experiencia en el diseño y programación de sistemas digitales para FPGA.

Fruto de esta colaboración y con la finalidad de avanzar en el desarrollo y ensayos del denominado Back-End digital, fue donado al IAR uno de los prototipos del sistema, sobre el cual se realizarán los ensayos y verificación del código desarrollado. Esta plataforma de hardware se basa en una Virtex UltraScale+ FPGAs montada en un kit de desarrollo VCU118 y una placa conversora analógica / digital de 16 Gsps. lo que permite obtener en un solo canal un ancho de banda instantáneo de 8 GHz.

El diseño final contará en el mismo sistema con 4 conversores analógico-digital de 16 Gsps operando de forma simultánea, lo que permitirá procesar hasta 32 GHz de ancho de banda instantáneo. Los datos adquiridos y procesados en la FPGA son enviados a una computadora para el almacenamiento de los datos de ciencia, sobre dos interfases de 100 Gbps, aún en desarrollo por el grupo ngEHT.

Proyectos de instrumentación futuros

MIA (Multipurpose Interferometric Array)

Placa del prototipo Back-End digital para la adquisición y proceso de correlación de las señales adquiridas por las antenas

El proyecto MIA (acrónimo de Multipurpose Interferometric Array) consiste en la implementación de un interferómetro multipropósito que operará a bajas frecuencias (entre 50 MHz y 2 GHz) con gran ancho de banda (250 a 1000 MHz), formado por un arreglo de antenas de 5 m de diámetro. Su resolución angular máxima, del segundo de arco, colocará al instrumento cómodamente a nivel competitivo con otros de su tipo, situados a otras latitudes. La línea de base máxima del instrumento se prevé del orden de 50 km; su longitud exacta será función del lugar de emplazamiento seleccionado. Estará localizado en un sitio con baja interferencia de radio, preferentemente en la región oeste de la República Argentina. Su construcción se planificó en tres etapas, (1) MIA-Prototipo: arreglo de 3 antenas con el que se inicia el desarrollo tecnológico y se realiza la capacitación técnica (en proceso); (2) MIA-16: interferómetro de 16 antenas; (3) MIA-64: contempla la extensión a 64 antenas.

Este instrumento permitirá alcanzar objetivos científicos y tecnológicos múltiples. El MIA se constituye en un instrumento perfecto para la enseñanza práctica de la interferometría en radio tanto a nivel científico como tecnológico para Argentina. Esto potenciará las capacidades científico-tecnológicas del IAR, y ubicará a este último en una zona científicamente competitiva hasta mediados del siglo XXI.

Modelo de las antenas parabólicas del prototipo MIA desarrolladas en el IAR

LLAMA (Long Latin American Millimeter Array)

El proyecto LLAMA (acrónimo de Large Latin American Millimeter Array) es un emprendimiento científico y tecnológico conjunto de Argentina y Brasil, cuyo objetivo es instalar y operar un instrumento capaz de realizar observaciones astronómicas en longitudes de onda milimétricas y submilimétricas. El proyecto es financiado por la Secretaría de Articulación Científico-Tecnológica de Argentina y la Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) de Brasil.
Entre los desarrollos tecnológicos concretados del área electrónica se encuentran, el estudio y verificación operacional de los receptores Sub/milimétricos de LLAMA en las bandas de ALMA-Banda 5 [163GHz – 211GHz] y ALMA-Banda 9 [602GHz – 720GH], así como el desarrollo, verificación e integración del prototipo Back-End analogico y digital. Realizados en colaboración internacional con el Netherlands Research School for Astronomy(NOVA).

Imágenes del Back-end analogico y receptores sub milimétricos ensayados por personal del IAR en los laboratorios de NOVA

Proyectos educativos de Extensión en Radioastronomía

Con la finalidad de difundir la radioastronomía el IAR desarrolla una actividad de extensión hacia la comunidad educativa, tanto en áreas técnicas de desarrollo como en áreas científicas para investigación, donde estudiantes de nivel secundario o universitario realizan como parte de sus cursadas diversas prácticas que las distintas instituciones han denominado Prácticas Profesionalizantes, Trabajos de Final de carrera o Tesis de Licenciatura y que permiten a los alumnos trabajar y/o investigar sobre las diversas temáticas que se desarrollan en el Observatorio.

Estas instituciones han llevado adelante alguna actividad en las modalidades mencionadas. Además de visitar el IAR y sus facilidades los alumnos pudieron desempeñar sus trabajos en los laboratorios utilizando el Instrumental del IAR.

EEST Cooperativa Florentino Ameghino

  • Dirección de Prácticas Profesionalizantes (2017-2019).

EEST Albert Thomas

  • Direccion de Prácticas Profesionalizantes (2020).

UNLP Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas

UNLP Facultad de Ingeniería Electrónica

  • Direccion de Prácticas Profesionalizantes (2015-2018).
  • Dirección de Trabajos Finales (2016, 2018-2020).

Contacto

observatorio@iar.unlp.edu.ar