Obserwatorium radiowe ALMA otwiera oczy

0

Na Pustyni Atacama w Chile dokonano oficjalnego otwarcia nowego obserwatorium astronomicznego – ALMA, na które docelowo składać się będzie zestaw 66 anten funkcjonujących w paśmie wysokich i bardzo wysokich częstotliwości. Choć obecnie do użytku oddano zaledwie jedną trzecią tych urządzeń obserwacyjnych, to już teraz jest to najpotężniejsze narzędzie astronomów, zajmujących się obserwacjami w tym przedziale energii.

ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) to międzynarodowy projekt angażujący Amerykę Północną, Europę, Azję Wschodnią oraz Chile, którego efektem będzie największe naziemne obserwatorium na naszej planecie. W chwili obecnej zespół składa się z dwudziestu działających radioteleskopów, których anteny posiadają 12 metrów średnicy, a już w najbliższej przyszłości uruchomionych zostanie kolejnych 46 sztuk. Rozbudowa kompleksu ma zostać zakończona w przyszłym roku.

Kompleks położony jest na wysokości 5 tysięcy metrów n.p.m. na płaskowyżu Chajnantor, który należy do Pustyni Atacama (północne rejony Chile). Miejsce to oferuje bardzo dobre warunki do prowadzenia obserwacji astronomicznych na Ziemi. Na płaskowyżu panuje suchy klimat, a brak wilgoci w atmosferze jest bardzo pożądany przy obserwacjach w zakresie milimetrowym i submilimetrowym.

Zespół radioteleskopów wyczulony będzie na zakres fal od 0,3 do 9,6 mm, co pozwoli na badanie bardzo zimnych obiektów w kosmosie, takich jak na przykład gęste chmury gazu i pyłu kosmicznego, z których formują się nowe gwiazdy i planety. ALMA umożliwi ponadto przeprowadzenie badań odległych tworów z okresu wczesnego Wszechświata czy promieniowania reliktowego pozostałego po Wielkim Wybuchu.

Pierwsze zdjęcie o wartości naukowej pokazane zostało światu 3 października. Materiał zebrano przy wykorzystaniu szesnastu anten kompleksu i potwierdzono, iż możliwe jest przeprowadzanie badań obiektów, które nierzadko zostały już dobrze poznane. Na celowniku znalazły się kolidujące ze sobą Galaktyki Anteny (NGC 4038 i NGC 4039).

W czasie wpadania na siebie galaktyk, wchodzące w ich skład gwiazdy, unikają kolizji, jednak sprawa bywa bardziej skomplikowana przy występowaniu gęstych obłoków gazowych, które w takiej sytuacji ulegają zagęszczeniu. Rozpoczęty zostaje tym samym proces formowania milionów nowych gwiazd.

Zdjęcia wykonane w świetle widzialnym, np. przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a, ukazują skupiska gwiazd w odległych galaktykach, natomiast kompleks obserwacyjny ALMA przy swojej czułości na fale krótkie i bardzo krótkie, ukazuje miejsca występowania gęstego gazu, z którego powstają nowe gwiazdy. Innymi słowy ALMA dostarcza materiał, po przestudiowaniu którego, naukowcy będą wiedzieli z jakimi prędkościami chmury gazu się zderzają, jakie są ich wymiary oraz jak dużo gazu się w nich znajduje.

Po ukończeniu rozbudowy, kompleks ALMA obejmować będzie 50 anten o średnicy 12 metrów, oraz wchodzących w uzupełniający skład ACA (Atacama Compact Array) 12 anten o średnicy 7 i czterech o średnicy 14 metrów. Cechą szczególną tego obserwatorium będzie duża odległość poszczególnych anten od siebie, dochodząca do 16 kilometrów. W taki sposób uzyskane zdjęcia będą charakteryzować się niedostępną wcześniej skalą ostrości. Wraz z uruchamianiem kolejnych radioteleskopów wzrastać będzie z kolei uzyskiwana rozdzielczość.

Obserwacje naukowe na tym wczesnym etapie rozwoju, nazywanym Early Science, będą prowadzone nieustannie w czasie rozbudowy kompleksu. Do przeprowadzenia wybrano już około stu spośród dziewięciuset propozycji obserwacyjnych, które będą realizowane w czasie 9 miesięcy trwania tego etapu, pokrywając zagadnienia związane z wczesnym etapem rozwoju gwiazd, poszukiwaniami wody w dyskach formujących się gwiazd czy badaniem zachowania supermasywnej czarnej dziury, znajdującej się w centrum Drogi Mlecznej.

ALMA jest zupełnie odmiennym obserwatorium, niż te które dostarczają nam zdjęć w paśmie podczerwonym czy widzialnym. Zespół kilkudziesięciu anten połączonych ze sobą za pomocą sieci światłowodowej, będzie działał niczym wielki pojedynczy radioteleskop, dostarczający zupełnie nieznanych nam widoków na Wszechświat. Obrazy ze wszystkich urządzeń odbiorczych łączone będą w jeden za pomocą szybkiego superkomputera, mogącego przeprowadzić 17 kwadrylionów (17×1024) operacji na sekundę.

(ESO)

Porównanie zdjęcia wykonanego przez kompleks ALMA w zakresie milimetrowym i submilimetrowym (po lewej) ze zdjęciem wykonanym przez obserwatorium VLT ESO w świetle widzialnym. Zdjęcie z nowego obserwatorium ukazuje chmury gęstego zimnego gazu, z którego powstają nowe gwiazdy / Credits: ALMA – ESO/NAOJ/NRAO, VLT – ESO/Alberto Milani

Kompleks ALMA zlokalizowany jest na wysokości 5000 metrów n.p.m. na płaskowyżu Chajnantor w Andach / Credits: Emily Baldwin

Wizja artystyczna ukończonego kompleksu ALMA, składającego się domyślnie z 66 radioteleskopów. Warto zauważyć, iż poszczególne anteny będzie można rozmieszczać wedle potrzeby (widoczny na grafice transporter z przenoszonym urządzeniem), zmieniając tym samym rozdzielczość układu / Credits: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Calçada (ESO)

Share.

Comments are closed.