Assembly, integration and verification of an astronomy experiment for galactic fast radio burst detection

Abstract

Telescopes in the world are dedicated to the observation and study of different phenomena of astronomical interest, such as the search for planets, black holes, galaxies, etc. Chile has no technology dedicated to the search and analysis of fast radio bursts (FRB) in real-time. FRBs are characterized by having a short duration of the order of milliseconds and a high flux density ∼100 Jy (1 Jy = 10−26 Wm−2 Hz −1 ). They can be observed as high-energy pulses which sweep a certain bandwidth in a short instant of time. This thesis seeks to assemble and integrate equipment specifically developed for the search, analysis, and real-time detection of FRBs, particularly Galactic events. Astronomical Radio Tran- sients Experiment (ARTE) is the name given to the radio telescope designed to track the Galactic center in search of FRBs. The goal is to implement and commission an improved version of Survey for Transient Astronomical Radio Emission (STARE2). Our first light was a solar flare reported by the Expanded Owens Valley Solar Array (EOVSA), on 09-05-2023T18:58:00, of a flux density higher than 104 kJy. In addition, satellites, radars, and many events like RFI have been detected.

Los telescopios del mundo están dedicados a la observación y estudio de diferentes fenómenos de interés astronómico, tales como búsqueda de planetas, agujeros negros, galaxias, etc. En Chile, no hay tecnología dedicada a la búsqueda y análisis de ráfagas rápidas de radio (fast radio bursts, FRB) en tiempo real. Las FRBs se caracterizan por poseer corta duración del orden de los ms y alto flujo de densidad espectral ∼100 Jy (1 Jy = 10−26 Wm−2 Hz−1 ). Se observan como pulsos de alta energía que barren un determinado ancho de banda en un breve instante de tiempo. Esta tesis pretende ensamblar e integrar equipos desarrollados específicamente para la búsqueda, análisis y detección en tiempo real de FRBs Galácticas. Astronomical Radio Transients Experiment (ARTE) es el nombre que recibe el radiotelescopio diseñado para seguir el centro de la Galaxia, en busca de FRBs. El objetivo es poner en marcha una versión mejorada del Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2 (STARE2) [1]. La primera luz fue al detectar una llamarada solar reportada por el Expanded Owens Valley Solar Array (EOVSA) [2], el 09-05-2023T18:58:00, con densidad de flujo superior a 104 kJy, además de tránsitos de satélites, radares y diferentes eventos de interferencia de radiofrecuencias (RFI).