A principal motivação do radiotelescópio BINGO é ser o primeiro telescópio a detectar BAO na faixa de rádio do espectro eletromagnético, mais especificamente entre 980 MHz e 1260 MHz. Por meio de medidas da linha de 21 cm, mapas da distribuição HI serão criados em diferentes intervalos de frequências, os quais fornecerão dados para a detecção de BAO, contribuições para a restrição de parâmetros cosmológicos e um maior entendimento da energia escura.

O BINGO é uma colaboração internacional liderada pela Universidade de São Paulo, com a participação principal do INPE, e da Universidade Federal de Campina Grande (PB), no Brasil; da Yangzhou University (China) e da University of Manchester (Inglaterra). As outras instituições colaboradoras são: Shanghai Jiao Tong (China), University College London (Inglaterra), Institute for Basic Science (Coreia do Sul), IAP - Institut d'Astrophysique de Paris (França), Universidade de Roma (Itália), IAC - Instituto de Astrofísica de Canarias (Espanha), Technische Universität München (Alemanha), Instituto Max Planck (Alemanha), Universidade de KwaZulu-Natal (África do Sul), ETH Zurique (Suíça), Universidade Federal de Itajuba (Brasil) e Universidade Federal do Cariri (Brasil).

O instrumento será instalado na Serra da Catarina, na cidade de Aguiar, no Vale do Piancó, que fica no sertão da Paraíba, (Lat: 07º02’57” S, Long: 38º15’46” W, veja o mapa abaixo), onde os níveis de interferência de rádio (ou RFI) na banda de operação do radiotelescópio foram os mais baixos encontrados durante a campanha de medição de RFI. Essa campanha foi realizada entre 2016 e 2017.

 

 

Um resumo do sistema óptico e das características do BINGO pode ser encontrado na tabela abaixo: 

Refletor primário

Parabolóide fora do eixo, com 40 m de diâmetro

Refletor secundário

Hiperbolóide fora do eixo, com 36 m de diâmetro

Comprimento focal efetivo     

63.2 m

FWHM

0.67 ° (40 ')

Número de cornetas

28 (polarização circular)

Abertura de cornetas

1.9 m

Comprimento da corneta

4.3 m

Área coberta no céu

~ 5300 deg²

Temperatura do sistema    

70 K (não criogênico)

Banda de frequência 

980 - 1260 MHz

Intervalo Redshift

0.13 – 0.45

Resolução do canal para FFT

Indefinido

O BINGO fará observações na faixa de frequência entre 980 MHz e 1260 MHz. A menor faixa de frequência (980 MHz) é utilizada para minimizar o RFI, reduzindo a interferência dos sinais emitidos por celulares (entre 700-956 MHz).

O radiotelescópio BINGO é baseado em um conceito complementar aos radiotelescópios interferométricos. Ele utilizará, para um mesmo sistema refletor, muitos detectores no plano focal. Em geral, os interferômetros são compostos de muitos refletores e apenas um detector (ou poucos) no plano focal. Telescópios como o BINGO têm uma clara vantagem no custo de fabricação e manutenção, além do fato do processamento de dados ser inerentemente mais simples. A desvantagem óbvia é que a área de coleta de um interferômetro normalmente será muito maior do que a de um único telescópio, consequentemente, a resolução angular será muito melhor. Um diagrama esquemático do telescópio, com uma disposição hexagonal das cornetas e do sistema óptico, aparece na Figura 1. A orientação do plano focal em relação ao céu e as coordenadas locais é mostrada na Figura 2.

Figura 1: Módulos das cornetas do BINGO e arranjo conceitual. 

 

Figura 2: Esquema de design óptico do BINGO com os ângulos de orientação.

 

A construção de protótipos e testes das cornetas, o desenvolvimento da eletrônica de radiotelescópios, os testes de técnicas de calibração e de redução de dados, estão sendo feitos pelo INPE - Brasil. A maioria dos componentes do BINGO são fabricados pela indústria nacional brasileira.

A Figura 3 mostra o esquema do receptor + corneta do BINGO, com o diagrama do sistema de recepção no centro. O backend digital (retângulo vermelho na parte inferior esquerda do diagrama) realizará a transformação rápida de Fourier (FFT) dos sinais enviados pela cadeia do receptor, separando-os em diferentes canais entre 980 e 1260 MHz.

Figura 3: Diagrama do sistema de recepção (corneta + front end + receptor + back end) com fotos descrevendo as peças já construídas. O retângulo vermelho no canto superior direito do diagrama refere-se a duas cadeias de um radiômetro simples que, combinado com as magic-tees, constituirão um receptor de correlação completo.

 

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