IARA - Italian Amateur Radio Astronomy

Campo di Ricerca PULSAR

In questi giorni sto rilasciando la nuova "suite" per l'osservazione di Pulsar interamente basata su Linux. Il rilascio avviene dopo un percorso, con alterne vicende, di tre anni e dopo un adeguata fase di "testing".
La necessità di abbandonare definitivamente Windows è stata dettata principalmente dall'estensione della banda di osservazione. Dai 2MHz originali, attualmente si può osservare, con un HW opportuno, fino a 20MHz. Questo comporta la necessità di ottimizzare il SW di acquisizione ed elaborazione per gestire fino a 320Mbit/s di dati sostenuti.
La "suite" di osservazione si presenta sotto forma di una "chiavetta" USB. Basta inserirla in un PC di adeguate prestazione (requisito minimo un I5 - 2.4GHz - 4 Giga RAM) ed eseguire l'avvio di Lunux da questa. Non necessita quindi nessuna complicata installazione ed il PC su cui viene fatta girare non viene alterato se non per il deposito dei dati intermedi e finali che potranno, al successivo boot, essere condivisi con altri SW Windows.
La "suite" si compone di diverse parti che corrispondono ai vari passi della ricezione.

1) Registrazione e canalizzazione
Le radio supportate sono RTL_SDR (fino a 2.4MHz), AIRSPY e AIRSPY Mini (fino a 10MHz e 6MHz rispettivamente), HackRF ONE (fino a 20MHz)

2) Conversione dei dati "raw" in formato professionale "filterbank"

3) Post-processing con un insieme di tools professionali (Tempo, SigProc e PRESTO)

Chi fosse interessato ad utilizzarlo mi può contattare all'indirizzo : a.dellimmagine (chiocciola) gmail.com
In allegato alcuni screenshot presi durante l'utilizzo.

Andrea Dell'Immagine
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In questi giorni Hannes (http://www.qsl.net/oe5jfl/pulsar/pulsar.htm) ha ricevuto la quarantesima pulsar. Un risultato inaspettato ottenuto con mezzi di osservazione di ottimo livello ma anche con grande determinazione.
Complimenti vivissimi a questo radioastronomo amatoriale e radioamatore.  Le osservazioni continuano.. prossimo obiettivo 50 pulsars? 
Andrea Dell'Immagine
I buoni risultati ottenuti dai radioastrofili che utilizzano i miei tools software, mi hanno spinto a realizzare un nuovo front-end per estendere la banda di osservazione da 2Mhz a 10Mhz e quindi ottenere un aumento teorico di sensibilità di un fattore pari 2.2
Come hardware ho scelto la SDR Airspy che consente l'acquisizione a 10MSPS (circa 9.5MHz sfruttabili) con una dinamica di 12bit. La parte frontale del Software è stata completamente riscritta per supportare vari formati di uscita: 10,25 o 100 canali con frequenza di campionamento di 4,2,1Khz.
L'estensione della banda di osservazione comporta vari problemi tra i quali l'acquisizione e l'elaborazione real-time di un flusso dati di 20MSPS (10MSPS per i canali in fase e in quadratura) e la necessità di avere un sistema efficiente di mitigazione dei disturbi (praticamente impossibile trovare 10MHz di banda libera) 
In allegato potete trovare la comparazione tra il profilo ricevuto con il vecchio sistema a 2MHz e il nuovo a 10MHz relativo ad uno stesso passaggio della B0329+54 dal mio radiotelescopio.
Il miglioramento è evidente ed in particolare nel sistema a 10MHz sono visibili i coni secondari (pre e post pulse) totalmente essenti nel sistema a 2MHz
Andrea Dell'Immagine
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Ancora un successo per gli osservatori amatoriali di Pulsar. Recentemente, due radioamatori ben equipaggiati OE5JFL (Hannes) e I1NDP (Nando) rispettivamente con parabole di 7.2mt e 10mt  hanno osservato singoli impulsi "giganti" provenienti dalla pulsar del Granchio.
Questa sorgente si è originata da un'esplosione di supernova avvenuta nel 1054 che ha anche creato l'omonima nebulosa. Il termine"giganti" non deve trarre in inganno: si tratta di segnali debolissimi che per la prima volta sono stati ricevuti da osservatori non professionali.
La frequenza di osservazione è pari a 420MHz per Hannes e 1290MHz per Nando. La ricezione a due frequenze ha permesso di rivelare la diversa forma degli impulsi con durata di circa 2.5mS sulla frequenza più bassa e appena 0.3mS per la frequenza più alta. Questa differenza è riconducibile al  fenomeno dello "scattering" del mezzo interstellare.
Parliamo di eventi piuttosto rari, circa un impulso all'ora ricevuto da Hannes e uno ogni due ore ricevuto da Nando. 
Potrebbe sembrare impossibile separare sporadici e deboli segnali dalla moltitudine di disturbi  impulsivi a larga banda prodotti dall'uomo.
Cosa differenzia un impulso proveniente dall'accensione di un interruttore da quello proveniente dalla Pulsar a distanza di 6500 anni luce? Il segreto sta tutto nella "dispersione". L'impulso di disturbo locale arriva nel medesimo tempo su tutte le frequenze, quello della pulsar arriva in tempi separati ed in particolare con un ritardo maggiore al diminuire della frequenza.
Nella figura allegata si fa riferimento al setup di misura usato, formato da 2 ricevitori di banda 5MHz posti a 5MHz di distanza.
Si vede chiaramente come lo stesso impulso arrivi prima al ricevitore a frequenza  minore e che il ritardo misurato è pari a 30mS, esattamente quanto previsto.
Nel grafico sottostante è mostrato l'impulso totale formato dalla somma delle due componenti con opportuna traslazione temporale.
Il software di osservazione, è come negli altri casi presentati, fornito da me.
Andrea Dell'Immagine
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Finalmente qualcosa si muove anche nell'emisfero australe. Steve Olney , radioastrofilo e radioamatore di Sidney, Australia ha pubblicato i primi risultati relativi alla ricezione della Pulsar della Vele B0833-45
https://it.wikipedia.org/wiki/Pulsar_delle_Vele
Il radiotelescopio è composto da un'antenna Yagi a polarizzazione circolare 21+21 elementi di circa 6mt di lunghezza, preamplificatore a basso rumore e ricevitore tipo RTL-SDR. La frequenza di ricezione è pari a 436MHz.
Potete trovare tutti i dettagli realizzativi e i risultati al seguente link:
http://nrarao.joataman.net/pulsar/index.html
Lo scopo principale del radiotelescopio, oltre a dimostrare la fattibilità della ricezione con mezzi modesti, è la misura quotidiana del periodo di rotazione. Attualmente la precisione della misura risulta < +/-0.5ppm ma Steve sta lavorando sia a livello di antenna che di algoritmi per migliorare l'accuratezza.
La pulsar delle Vele è nota per la sua rotazione irregolare dovuta ad eventi improvvisi denominati "Glitch" che sono tipici delle pulsar di recente formazione.
Un "Glitch" è un aumento improvviso di frequenza di rotazione in seguito ad una contrazione ( secondo il principio di conservazione del momento angolare). Mediamente, per la Vela, questo evento si verifica ogni due anni e mezzo con una ampiezza media di 1.8ppm
Poter  misurare ed annunciare un glitch prima di ogni altro osservatorio professionale, è sicuramente un obiettivo ambizioso ma fattibile e sarebbe una dimostrazione di come i radioastrofili possano dare un contributo non trascurabile allo studio di queste affascinanti radiosorgenti.
Andrea Dell'Immagine
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