Los radiotelescopios tienen una ventaja sobre los telescopios ópticos, ya que aquí en la Tierra pueden utilizarse incluso en condiciones nubladas. Esto se debe a que las longitudes de onda más largas de las ondas de radio pueden atravesar las nubes sin obstáculos. Sin embargo, algunas longitudes de onda todavía están parcialmente oscurecidas por partes de la atmósfera de la Tierra, especialmente la ionosfera que atrapa la interferencia de radiofrecuencia (RFI) provocada por el hombre.
Los astrónomos han desarrollado una nueva técnica de calibración que les permite obtener imágenes nítidas por primera vez en bajas frecuencias de radio (entre 16 y 30 MHz), evitando la influencia de la ionosfera. Los astrónomos dicen que esto les permitirá estudiar cosas como plasmas que emanan de antiguos agujeros negros y tal vez incluso detectar exoplanetas que orbitan alrededor de estrellas pequeñas.
La técnica fue desarrollada por un equipo internacional de investigadores dirigido por astrónomos de la Universidad de Leiden en los Países Bajos.
“Es como ponerse unas gafas por primera vez y ya no ver borroso” dijo Christian Groeneveld de la Universidad de Leiden, quien dirigió la investigación.
Los astrónomos utilizaron el telescopio LOFAR en Drenthe, Países Bajos, que actualmente es uno de los mejores radiotelescopios de baja frecuencia del mundo. Modificaron una técnica de calibración que se ha utilizado para mejorar las observaciones de radio en frecuencias más altas, alrededor de 150 MHz.
«Esperábamos poder extender esta técnica también a frecuencias más bajas, por debajo de 30 MHz», dijo Reinout van Weeren, también de la Universidad de Leiden, a quien se le ocurrió la idea. “Y lo logramos”.
Para probar su técnica, estudiaron varios cúmulos de galaxias que hasta ahora sólo se habían estudiado en detalle en frecuencias más altas.
«Nuestra estrategia de observación consistió en observar simultáneamente un calibrador primario brillante y los campos objetivo», escribió el equipo en su artículo. «Al programar la observación después de la medianoche, minimizamos la RFI causada por la reflexión interna de la RFI de la Tierra por la ionosfera, que es significativamente peor durante el día a medida que la radiación ionizante del Sol aumenta la densidad de la columna de iones en la ionosfera».
Luego dividieron su campo de visión en varias “facetas” más pequeñas y autocalibraron cada faceta individualmente, en relación con el objeto de calibración. «Esto produce una imagen y un modelo mejorados del cielo, parcialmente corregidos para efectos dependientes de la dirección», escribieron. Luego repitieron las calibraciones tres veces más.
Esta fue la primera vez que se obtuvieron imágenes de radio en frecuencias entre 16 y 30 MHz. Debido a estos datos, los astrónomos dijeron que las emisiones de radio de estos cúmulos no se distribuyen uniformemente en todo el cúmulo, sino que hay un patrón de puntos.
Según los investigadores, la nueva técnica de calibración permite estudiar fenómenos de radio en frecuencias que antes estaban ocultas.
«Por supuesto, existe la posibilidad de que eventualmente descubramos algo inesperado», dijo Groeneveld.
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