Prima validazione delle performance della stazione prototipo di SKA-Low
Il telescopio a bassa frequenza dell'Osservatorio SKA, SKA-Low, operante nella banda 50-350 MHz, sarà presto costruito al sito del Murchison Radio-astronomy Observatory (MRO), in Australia Occidentale. Questo radiotelescopio a sintesi di apertura sarà un insieme di 512 phased aperture arrays senza parti in movimento (dette stazioni). Metà delle stazioni saranno posizionate in un'area di circa 1 km quadrato, che costituirà il nucleo denso del telescopio; l’altra metà sarà invece distribuita in modo molto più distanziato lungo tre bracci quasi a spirale, fino a raggiungere una massima distanza tra le stazioni di circa 65 km. Ognuna delle stazioni sarà composta da 256 antenne SKALA4.1. Si tratta di antenne di tipo log-periodico in doppia polarizzazione interamente costruite in Italia, che saranno fissate ad una griglia regolare e distribuite in modo pseudo-randomico su un’area circolare di 40 m di diametro circa. Ogni stazione sarà dotata di un sistema di beam forming digitale altamente flessibile e di elettronica d’avanguardia.
All’interno della collaborazione INAF SKA-LFAA (Low Frequency Aperture Array), un numero crescente di ricercatrici e ricercatori del gruppo di radioastronomia di INAF Osservatorio Astrofisico di Arcetri è attivamente coinvolto nel design elettromagnetico e nella validazione numerica della stazione di SKA-Low, nonché nel design e nelle attività di test del beamforming hardware di stazione.
In particolare, il gruppo INAF-OAA ha contribuito attivamente alla caratterizzazione osservativa preliminare delle performance di AAVS2 (Aperture Array Verification System 2), l’ultimo prototipo ingegneristico di stazione SKA-Low costruito al sito di MRO (si veda figura A).
Il gruppo ha sviluppato procedure software per processare una grande mole di dati, ottenuti dalle osservazioni radio-interferometriche di commissioning con AAVS2 durante i primi due anni di attività della stazione. Grazie a questo sforzo, è stato possibile calibrare e produrre immagini di tutto il cielo visibile dalla stazione, ed analizzarle per una validazione iniziale di performance cruciali di SKA-Low quali sensibilità, calibrabilità e stabilità del sistema a sei diverse frequenze (55, 70, 110,160, 230, e 320 MHz), che campionano la banda operativa del telescopio. Un attività e in corso per caratterizzare anche le performance in polarizzazione della stazione (si veda il link alla pubblicazione e le figure B e C).
Nei prossimi tre anni, sei stazioni come AAVS2 saranno costruite e collegate per formare il primo prototipo di produzione del telescopio SKA-Low. Pertanto, i risultati osservativi ottenuti dal gruppo rappresentano un importantissimo passo avanti verso la scienza di SKA-Low.
- Vista aerea del futuro telescopio SKA-Low. A sinistra, fotografia reale della stazione prototipo AAVS2, con antenne SKALA4.1. Crediti: SKAO
- Confronto delle immagini all sky ottenute con il prototipo AAVS2 (in alto) e simulate (in basso) alla frequenza di 70 MHz. Crediti: Macario et al. 2022
- La sensibilità di SKA1-Low. Crediti: Macario et al. 2022
Rif: Macario et al., Characterization of the SKA1-Low prototype station Aperture Array Verification System 2, J. of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems, 8(1), 011014, (2022). https://doi.org/10.1117/1.JATIS.8.1.011014: https://doi.org/10.1117/1.
Team INAF-OAA coinvolto: Pietro Bolli, Paola Di Ninni, Georgios Kyriakou (EM analysis), Giovanni Comoretto, Simone Chiarucci, Carolina Belli, Carlo Baffa (station beamforming), Giulia Macario (astronomical observations). Visita la pagina web.
Astropixel: https://sites.google.com/inaf.it/astropixel-arcetri/ska-low?authuser=0
