Capella: una rete VLBI wireless ad alta frequenza solo spaziale costituita da una costellazione di piccoli satelliti
Pannelli superiori: copertura simulata del livello UV ottenuta dalla costellazione di riferimento Capella dopo 250.000 s di tempo di osservazione, assumendo rispettivamente le osservazioni di M 87 (sinistra) e Sgr A* (destra) a 690 GHz. I cerchi neri segnano la distanza UV corrispondente ad una risoluzione angolare di 10 µas. Pannelli inferiori: travi sporche corrispondenti, rispettivamente per M87 (sinistra) e Sgr A* (destra). La scala dei pixel è 1 µas/pixel. I pacchetti sono normalizzati a un valore massimo di 1; I livelli di contorno sono 1, 0,88, 0,76, …, -0,08. Il loro FWHM massimo centrale è di circa 7 µas.
L’interferometria radio a lungo raggio (VLBI) con osservatori terrestri è limitata dalle dimensioni della Terra, dalla distribuzione geografica delle antenne e dalla trasparenza dell’atmosfera. In questo white paper presentiamo Capella, un progetto preliminare di un sistema VLBI solo spaziale.
Utilizzando quattro piccoli satelliti (<500 kg) su orbite polari ortogonali terrestri basse, e ricevitori eterogenei a banda singola operanti a frequenze intorno ai 690 GHz, l'interferometro è in grado di raggiungere una risoluzione angolare di circa 7 microsecondi d'arco. Entro un periodo di osservazione totale di tre giorni, è possibile raggiungere una copertura quasi completa del livello UV, con una sensibilità di una sorgente puntiforme 1 sigma di circa ~6 mJy per una larghezza di banda istantanea di 1 GHz.
È possibile raggiungere velocità dati downlink richieste di >10 Gbps con la comunicazione laser nel vicino infrarosso; A seconda della velocità effettiva del downlink, sono necessarie una o più stazioni di comunicazione a terra. Notiamo che tutte le tecnologie di base necessarie per il sistema Capella sono già in atto e alcune di esse sono pronte per l’uso.
I dati possono essere collegati utilizzando versioni personalizzate dei collegamenti del software Fourier Transform (FX) esistenti; Saranno necessarie procedure dedicate per affrontare gli effetti del moto orbitale, comprese le correzioni relativistiche. Con le specifiche assunte in questo libro bianco, Capella sarà in grado di affrontare una serie di casi scientifici, tra cui: loop di fotoni attorno a buchi neri supermassicci; regioni di accelerazione e parallelismo di getti di plasma emessi in prossimità di buchi neri supermassicci; La composizione chimica dell’accrescimento penetra nei nuclei galattici attivi attraverso l’osservazione delle linee di assorbimento molecolare; mappatura di buchi neri binari supermassicci; attività magnetica delle stelle. E le eruzioni di nova di stelle binarie simbiotiche – e, come praticamente qualsiasi nuova tecnica di osservazione, hanno il potenziale per scoperte inaspettate.
Sasha Tripp, Taehyun Jung, Jungwon Lee, Wonsuk Kang, Jae Young Kim, Jeongju Park, Jeffrey A Hodgson
Commenti: 18 pagine, 2 figure, 1 tavola. Libro bianco versione 1.0. Documento vivente, verrà aggiornato se necessario
Argomenti: Strumenti e Metodi per l’Astrofisica (astro-ph.IM)
Citato come segue: arXiv:2304.06482 [astro-ph.IM] (o arXiv: 2304.06482v1 [astro-ph.IM] per questa versione)
Data di presentazione
Chi: Sasha Tripp
[v1] domenica 9 aprile 2023 10:56:28 UTC (356 KB)
https://arxiv.org/abs/2304.06482
