Gran Telescopio Milimétrico

Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (GTM)
GTM imagen.JPG
Organización Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica, Universidad de Massachusetts
Ubicación Atzitzintla ( Puebla, México)
Coordenadas 18°59′09″N 97°18′53″O / 18°59′09″N 97°18′53″O / -97.314722222222
Longitud de onda microondas
Fecha de construcción 1997 - []
Diámetro 50 m
Área Superficie de recolección de ~2,000 m2
Distancia focal 132,5 m
Tipo de montaje Telescopio de apertura simple con una superficie reflectora primaria de 50 m de diámetro, espejo secundario de 2.64 m de diámetro descansa sobre 16 ruedas encerradas en 4 carritos, que se deslizan sobre una vía de acero para realizar rotaciones acimutales. La alidada contiene un cuarto de control y las cabinas de receptores, donde la instrumentación recibirá el haz reflejado por el espejo terciario y la óptica templada de acoplamiento.
Plano focal de 1.33 mm.
Sitio web www.lmtgtm.org
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Ubicación del GTM.

El Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (GTM, inglés: Large Millimeter Telescope, o LMT) es un radiotelescopio de 50 m (acutalmente 32m) de antena simple y movible, optimizado para realizar observaciones astronómicas en longitudes de onda entre 0.85 mm y 4 mm, es el más grande del mundo en su tipo.[4]

El diseño del GTM contempla  sistema óptico Cassegrain con una superficie reflectora primaria parabólica de 50 m de diámetro (M1) integrada por 180 segmentos distribuidos en cinco anillos concéntricos. El número de segmentos por anillo es: 12 en el más interno, 24 en el segundo y 48 en los tres anillos más externos.[6]

Instrumentación

El conjunto de instrumentos del GTM se compone de receptores heterodinos y de cámaras de continuo, algunos de ellos todavía en desarrollo.

Instrumentos heterodinos

  • SEQUOIA[7]

Es un arreglo criogénico de plano focal que cuenta con 32 pixeles de polarización doble, distribuidos en arreglos de 4x4 , alimentados por cornetas cuadradas separadas por 2fλ. El arreglo se ha diseñado para que opere en el intervalo de 85 a 115.6 GHz a 18 K. Los preamplificadores del arreglo son circuitos integrados monolíticos de microondas (inglés: Monolithic Microwave Integrated Circuits o MMIC) de fosfato de indio (InP), diseñados en UMass-Amherst, con ruido por debajo de los 55 K en el intervalo de 85 a 107 GHz, alcanzando los 90 K a 116 GHz.

El buscador de corrimientos al rojo (inglés
  • Redshift Search Receiver o RSR)[10]

Se trata de un receptor novedoso diseñado para cubrir instantáneamente la banda atmosférica de 75 a 110 GHz en una sola sintonización, basado en la tecnología de los circuitos integrados monolíticos de microondas, como los que usa SEQUOIA. El receptor cuenta con cuatro pixeles dispuestos en una configuración de doble haz y doble polarización. Los haces con polarizaciones ortogonales se combinan en transductores ortomodales basados en guías de onda. El intercambio de haces en el cielo se efectúa gracias a un interruptor polarimétrico de rotación Faraday y una red de alambre frente a las cornetas. La temperatura de ruido típica es < 50 K. Debido a que este intercambiador no tiene componentes mecánicas móviles, el buscador de corrimientos al rojo tendrá una estabilidad excepcional en las líneas de base, apropiada para la detección de la escalera de transiciones del CO que emiten las galaxias en formación a distancias cosmológicas. El espectrómetro en el que se recibe la señal es un autocorrelador analógico innovador que cubre toda la ventana de 36 GHz con una resolución de 31 MHz, lo que equivale a 100 km/s a 90 GHz.

  • El receptor de 1 mm (en desarrollo)

Cubrirá la banda atmosférica de 210-275 GHz con un solo píxel superconductor-aislante-superconductor de doble polarización. El receptor tendrá alta sensibilidad ya que usará un esquema de separación de bandas laterales. En cada polarización se contará con 8 GHz de ancho de banda efectivo, con una temperatura de sistema menor que 100 K.

  • El espectrómetro de banda ancha (en desarrollo)

Los detectores heterodinos utilizarán el espectrómetro genérico del GTM. Se trata de un sistema autocorrelador digital de banda ancha, capaz de tomar hasta 64 entradas y producir espectros en diversas combinaciones del ancho de banda total y resolución espectral. El espectrómetro del GTM se acoplará a sistemas como SEQUOIA, a sistemas de un solo píxel y a otros sistemas, como los arreglos de plano focal de gran formato que se planean a futuro. Los espectrómetros de autocorrelación son un recurso habitual cuando se requiere de un sistema flexible para diferentes modos de observación, como son el intercambio de posiciones, frecuencias, haces, o cartografía de barrido, y para optimizar los resultados de programas científicos diversos. El espetrómetro autocorrelador del GTM se ha diseñado para que ofrezca combinaciones de resoluciones espectrales δv ~ 0.01 - 100 km/s y anchos de banda δv ~ 20 - 10000 km/s.

Instrumentos de continuo

  • AzTEC[12]

AzTEC es una cámara milimétrica configurada para operar a 1.1 mm. Está formada por un arreglo de 144 bolómetros de tela de araña de Si-Ni, dispuestos en paquetes hexagonales compactos, y alimentados por un arreglo de cornetas separadas por 1.4 fλ. Los detectores se enfrían a ~250 mK dentro de un criostato de 3He de ciclo cerrado con tres etapas que permite tener una sensibilidad por pixel de ~3 mJy Hz-1/2.  El campo de visión de AzTEC en el GTM es 2.4 minutos de arco cuadrados y consigue tomar imágenes completamente muestreadas mediante movimientos del telescopio o del espejo secundario.

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