Matriz muy grande

El Karl G. Jansky Very Large Array ( VLA ) es un observatorio de radioastronomía de longitud de onda centimétrica ubicado en el suroeste de Estados Unidos, construido en la década de 1970. Se encuentra en el centro de Nuevo México , en las Llanuras de San Agustín , entre las ciudades de Magdalena y Datil , aproximadamente a 80 km al oeste de Socorro . El VLA consta de 28 radiotelescopios de 25 metros ( 27 de los cuales están operativos, mientras que uno se encuentra en mantenimiento) dispuestos en una configuración en forma de Y, además de todo el equipo, la instrumentación y la capacidad de procesamiento necesarios para funcionar como un interferómetro . Cada uno de los enormes telescopios está montado sobre rieles ferroviarios paralelos dobles, lo que permite modificar el radio y la densidad del conjunto para ajustar el equilibrio entre su resolución angular y su sensibilidad al brillo superficial. ^{[ 2 ]} Los astrónomos que utilizan el VLA han realizado observaciones clave de agujeros negros y discos protoplanetarios alrededor de estrellas jóvenes , han descubierto filamentos magnéticos y han rastreado movimientos complejos de gas en el centro de la Vía Láctea , han investigado los parámetros cosmológicos del Universo y han proporcionado nuevos conocimientos sobre los mecanismos físicos que producen la emisión de radio .  

El VLA se encuentra a una altitud de 6970 pies (2120 m) sobre el nivel del mar. Es un componente del Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO). ^{[ 3 ]} El NRAO es una instalación de la Fundación Nacional de Ciencias operada bajo un acuerdo de cooperación por Associated Universities, Inc. 

El radiotelescopio consta de 27 antenas independientes en uso en un momento dado, más una de reserva, cada una con un diámetro de plato de 25 metros (82 pies) y un peso de 209 toneladas métricas (230 toneladas cortas ) . ^{[ 2 ]} Las antenas están distribuidas a lo largo de los tres brazos de una vía, con forma de Y, cada brazo de 21 kilómetros (13 millas) de longitud. Utilizando las vías férreas que siguen cada uno de estos brazos —y que, en un punto, se cruzan con la Ruta 60 de EE. UU. en un paso a nivel— y una locomotora elevadora especialmente diseñada ("Hein's Trein"), ^{[ 4 ]} las antenas pueden reubicarse físicamente en varias posiciones preparadas, lo que permite la interferometría de síntesis de apertura con hasta 351 líneas base independientes: en esencia, el conjunto actúa como una sola antena con un diámetro variable. La resolución angular que se puede alcanzar es entre 0,2 y 0,04 segundos de arco  . ^{[ 5 ]}

Existen cuatro configuraciones de uso común, designadas de la A (la más grande) a la D (la más compacta, cuando todas las antenas están a menos de 600 metros (2000 pies) del punto central). El observatorio normalmente rota entre todas las configuraciones posibles (incluidas varias híbridas) cada 16 meses; las antenas se mueven cada tres o cuatro meses. Los cambios a configuraciones más pequeñas se realizan en dos etapas: primero se acortan los brazos este y oeste y luego el brazo norte. Esto permite un breve período de mejor imagen de fuentes extremadamente septentrionales o meridionales. ^{[ 6 ] [ 7 ]} 

La cobertura de frecuencia es74  MHz a50  GHz (400 a 0,7  cm ). ^{[ 8 ]}

El Centro de Operaciones Científicas Pete V. Domenici (DSOC) del VLA está ubicado en el campus del Instituto de Minería y Tecnología de Nuevo México en Socorro, Nuevo México . El DSOC también funciona como centro de control del Very Long Baseline Array (VLBA), un conjunto VLBI de diez antenas parabólicas de 25 metros (82 pies) ubicadas desde Hawái en el oeste hasta las Islas Vírgenes de los Estados Unidos en el este, que constituye el instrumento astronómico dedicado a tiempo completo más grande del mundo. ^{[ 9 ]} 

El VLA es un instrumento multipropósito diseñado para permitir investigaciones de muchos objetos astronómicos, incluyendo radiogalaxias , cuásares , púlsares , remanentes de supernovas , estallidos de rayos gamma , estrellas emisoras de radio , el sol y los planetas , máseres astrofísicos , agujeros negros y el gas de hidrógeno que constituye una gran parte de la Vía Láctea, así como galaxias externas. En 1989, el VLA se utilizó para recibir comunicaciones de radio de la nave espacial Voyager 2 mientras sobrevolaba Neptuno . ^{[ 10 ]} Entre diciembre de 2014 y enero de 2015 se llevó a cabo una búsqueda de las galaxias M31 y M32 con la intención de buscar rápidamente en billones de sistemas señales extremadamente potentes de civilizaciones avanzadas. ^{[ 11 ]}

Se ha utilizado para llevar a cabo varios estudios a gran escala de fuentes de radio, incluidos el NRAO VLA Sky Survey y Faint Images of the Radio Sky at Twenty-Centimeters .

En septiembre de 2017 comenzó el Sondeo del Cielo del VLA (VLASS). ^{[ 12 ]} Este sondeo cubrirá todo el cielo visible para el VLA (80% del cielo terrestre) en tres escaneos completos. ^{[ 13 ]} Los astrónomos esperan encontrar alrededor de 10 millones de objetos nuevos con el sondeo , cuatro veces más de lo que se conoce actualmente. ^{[ 13 ]} 

La fuerza impulsora del desarrollo del VLA fue David S. Heeschen . Se le reconoce por haber "sostenido y guiado el desarrollo del mejor observatorio de radioastronomía del mundo durante dieciséis años". ^{[ 14 ]} La aprobación del Congreso para el proyecto VLA se dio en agosto de 1972, y la construcción comenzó unos seis meses después. La primera antena se colocó en septiembre de 1975 y el complejo se inauguró formalmente en 1980, después de una inversión total de $ 78,5 millones ^{[ 8 ]} (equivalente a $ 250 millones en 2024 ). ^{[ 15 ]} Fue la configuración de radiotelescopios más grande del mundo.  

En 1997, el VLA apareció en Contacto , la adaptación cinematográfica del libro homónimo de 1985 escrito por Carl Sagan . ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]}

Con el objetivo de modernizar la venerable tecnología de la década de 1970 con la que se construyó el VLA, este ha evolucionado hasta convertirse en el Expanded Very Large Array (EVLA). A partir de 2001, la modernización mejoró la sensibilidad, el rango de frecuencia y la resolución del instrumento con la instalación de nuevo hardware en el sitio de San Agustín. El proyecto se completó a tiempo y dentro del presupuesto en 2012. ^{[ 19 ]} Una segunda fase de esta modernización podría añadir hasta ocho antenas adicionales en otras partes del estado de Nuevo México , a una distancia de hasta 300 km (190 millas ) , si se obtiene la financiación necesaria. ^{[ 20 ]} 

El proyecto de actualización del EVLA, que duró una década, permitió que el VLA aumentara sus capacidades técnicas hasta en 8000 veces. Los equipos electrónicos de la década de 1970 fueron reemplazados por equipos de última generación. Para reflejar este aumento de capacidad, los funcionarios del VLA solicitaron la opinión tanto de la comunidad científica como del público para proponer un nuevo nombre para el conjunto, y cerca de la finalización del proyecto EVLA en enero de 2012 se anunció que el conjunto pasaría a llamarse " Karl G. Jansky Very Large Array". ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]} El 31 de marzo de 2012, el VLA fue renombrado oficialmente en una ceremonia dentro del Edificio de Ensamblaje de Antenas. ^{[ 24 ]}

Actualización de ngVLA

En junio de 2023, el Observatorio Nacional de Radioastronomía anunció que reemplazará las antenas antiguas con 160 nuevas en el sitio, además de 100 antenas auxiliares ubicadas en toda América del Norte. El proyecto, cuyo costo de construcción se estima en unos 2 mil millones de dólares y su operación en alrededor de 90 millones de dólares, ampliará enormemente las capacidades de la instalación actual y aumentará la sensibilidad de frecuencia.50  GHz a más100  GHz . La instalación pasará a llamarse Next Generation Very Large Array ( ngVLA ). ^{[ 25 ] [ 26 ]}

La actualización del ngVLA comenzará a finales de 2028 y la operación científica inicial comenzará a mediados de 2031. ^{[ 27 ]} Esta actualización reemplazará las antenas antiguas con más de 260 antenas nuevas. ^{[ 28 ]} Estas tendrán 18 metros de diámetro y tres configuraciones: ^{[ 29 ]}

• El conjunto de línea base corta (SBA) es un núcleo denso de aproximadamente 1 kilómetro (1 milla) que incluye 19 antenas muy juntas con un diámetro de 6 metros (20 pies) . Podría combinarse con cuatro antenas de 18 metros (59 pies) ubicadas en Nuevo México . ^{[ 29 ] [ 30 ]}   
• Conjunto interferométrico principal: 214 antenas de 18 metros (59 pies) , que alcanzan una línea de base de aproximadamente 1000  km . Las antenas estarán dispuestas en un núcleo denso y brazos espirales . Ubicadas en Nuevo México, el oeste de Texas , el este de Arizona y el norte de México . ^{[ 29 ] [ 30 ]}
• Conjunto de antenas de línea de base larga (LBA): 30 antenas adicionales con un diámetro de 18 metros (59 pies) a escala continental. Originalmente estaciones en Hawái , Washington , California , Iowa , Virginia Occidental , Nuevo Hampshire , Puerto Rico , las Islas Vírgenes de los Estados Unidos y Canadá , ^{[ 29 ] [ 30 ]} pero ahora también incluye una estación en Alemania . ^{[ 28 ]} 

El ngVLA será diez veces más sensible que el antiguo VLA y diez veces más sensible que ALMA. Funcionará a1,2–116  GHz . ^{[ 31 ]} La empresa alemana mtex antenna technology, con sede en Schkeuditz , Sajonia, produjo un prototipo de antena ^{[ 32 ]} y CONCAD fabricó los paneles en Walldürn . ^{[ 33 ]} El prototipo de antena parabólica se instaló en su pedestal el 6 de febrero de 2025. ^{[ 34 ]}

Un proyecto liderado por la Universidad de Würzburg construirá el Telescopio Milimétrico Wetterstein (WMT) ^{[ 35 ]} en la cima del Zugspitze , cerca del Schneefernerhaus . El nuevo radiotelescopio formará parte del ngVLA, como la contribución alemana al mismo. El WMT también podrá realizar observaciones de forma independiente. ^{[ 28 ] [ 36 ]}

El VLA está ubicado entre las ciudades de Magdalena y Datil , aproximadamente a 80 km al oeste de Socorro, Nuevo México . La Ruta 60 de los Estados Unidos atraviesa el complejo de este a oeste. ^{[ 37 ]} 

El sitio VLA está abierto a los visitantes con entrada de pago. ^{[ 3 ]} Un centro de visitantes alberga un pequeño museo, un teatro y una tienda de regalos. Se ofrece un recorrido a pie autoguiado, ya que el centro de visitantes no cuenta con personal permanente. Se advierte a los visitantes que no conocen la zona que hay poca comida en el sitio o en los alrededores escasamente poblados; a quienes no conocen el desierto alto se les advierte que el clima es bastante variable y puede permanecer frío hasta abril. ^{[ 3 ]} Para quienes no pueden viajar al sitio, el NRAO creó un recorrido virtual del VLA llamado VLA Explorer . ^{[ 38 ]}

El sitio VLA estuvo cerrado a los visitantes desde marzo de 2020 hasta octubre de 2022. ^{[ 39 ] [ 40 ]}

La estructura de la vía transversal del VLA, incluyendo una estación de montaje de antena vacía a la derecha (los tres pilares de hormigón a los que se monta la base triangular de la antena).

• El Observatorio Magdalena Ridge , situado a unos 40 km (25 millas ) al sureste del VLA, está gestionado por New Mexico Tech, colaborador del VLA . 
• Conjunto de Telescopios Allen (ATA)
• Gran conjunto de antenas milimétricas de Atacama (ALMA)
• Telescopio de Green Bank (GBT)
• El lago San Agustín , que antiguamente se encontraba donde ahora está el VLA.
• Lista de radiotelescopios
• Conjunto de Kilómetro Cuadrado (SKA)
• Interferometría de línea de base muy larga (VLBI)
• Arreglo muy pequeño (VSA)

• Sitio web oficial
• Explorador VLA
• La página del Very Large Array Karl G. Jansky en NRAO
• Imagen astronómica del día de la NASA: El Very Large Array de Radiotelescopios (14 de mayo de 2006)
• El conjunto de detectores de muy gran tamaño de próxima generación (ngVLA)