Interferometría ¿Qué es la interferometría de radio y cómo podemos obtener imágenes del cielo a partir de ella?

El descubrimiento e implementación de esas técnicas le valió el Premio Nobel de Física a Martin Ryle. Acá les presentaremos una descripción simplificada de la técnica de interferometría radioastronómica.

La radiación electromagnética (luz, ondas de radio, rayos X, etc) se transmite en forma de ondas Las ondas están caracterizadas por l, su longitud de onda

Very Large Array

La señal de cada par de antenas se multiplica e integra en el tiempo La señal de cada par de antenas se multiplica e integra en el tiempo. ¿Qué signo tiene el número resultante?

La señal de cada par de antenas se multiplica e integra en el tiempo La señal de cada par de antenas se multiplica e integra en el tiempo. ¿Qué signo tiene el número resultante? El nombre de interferometría viene de que hacemos que las ondas “interfieran” entre sí.

¿Será posible recuperar los números originales a partir de esas sumas? Las imágenes en el cielo son bi-dimensionales, pero para entender lo que hace el interferómetro, imaginemos una imagen uni-dimensional: 2 5 11 7 3 El interferómetro no “detecta” cada uno de los números de manera individual, sino sumas de ellos en distintas combinaciones. ¿Será posible recuperar los números originales a partir de esas sumas?

¿En que consiste el taller de Interferometría? Pongan 4 números cualesquiera en el renglón que dice “FUENTE”. Estos 4 números representan a la fuente, es lo que queremos averiguar. 2. El interferómetro no detecta estos 4 números directamente, sino que detecta “sumas” de estos números. Para simular lo que detecta el interferómetro, tomamos los números de la “FUENTE” y los multiplicamos por los números del renglón que dice 1 (el primero con el primero, el segundo con el segundo, etc.) y sumamos los 4 productos. Esta suma la ponemos en el primer cuadro del renglón que dice “VISIBILIDADES” (así se conoce a los números que mide el interferómetro). Repetimos el proceso con los renglones que dicen 2, 3, y 4 hasta llenar el renglón de las “VISIBILIDADES”. Esto es lo que mide el interferómetro. 3. Aparentemente, las “VISIBILIDADES” no tienen suficiente información para recuperar como es la “FUENTE”.

4. Afortunadamente, no es así y si se puede recuperar la secuencia de números de la “FUENTE”. Para esto, tomamos los números que hay en las “VISIBILIDADES” y les hacemos el mismo proceso que le hicimos a los números de la “FUENTE” y vamos poniendo los números resultantes en el renglón que dice “IMAGEN”. Los números de “IMAGEN” deben de ser idénticos a los de “FUENTE”. 5. ¿A qué creen que se debe el que estas dos transformaciones matemáticas nos hayan devuelto los números originales?

La resolución angular de un interferómetro mejora (o sea se hace más pequeña) conforme separamos más a las antenas que forman el interferómetro. Les mostraré una secuencia de imágenes de la misma región del cielo tomadas a una longitud de onda de 3.6 cm, pero con D = 3, 10, y 30 km.

D = 3 km

D = 10 km

D = 30 km