Bildkredit: ESO
Arbetare i Chile slog mark idag i byggandet av Atacama Large Millimeter Array (ALMA) - ett jättestort radioteleskop som består av 64 högprecisionsradioantenner. ALMA är planerat att vara färdig 2012, men radioastronomer kommer att kunna börja använda det 2007, då några av antennerna är färdigställda. Med hjälp av interferometri kommer radiosignalerna från de enskilda 12-metersskålarna att kombineras för att fungera som ett enda radioteleskop 14 kilometer över. Naturligtvis kommer det att hjälpa astronomer att pressa mycket djupare in i kosmos när de tittar på radiospektrumet.
Forskare och värdighetsmän från Europa, Nordamerika och Chile bryter banan idag (torsdag 6 november 2003) om vad som kommer att vara världens största, mest känsliga radioteleskop som fungerar vid millimetervåglängder.
ALMA - "Atacama Large Millimeter Array" - kommer att vara ett enda instrument bestående av 64 högprecisionsantenner belägna i II-regionen Chile, i distriktet San Pedro de Atacama, vid Chajnantor altiplano, 5 000 meter över havet. ALMA: s primära funktion är att observera och avbilda med enastående tydlighet de gåtfulla kalla regionerna i universum, som är optiskt mörka, men ändå lyser ljust i millimeterdelen av det elektromagnetiska spektrumet.
Atacama Large Millimeter Array (ALMA) är en internationell astronomianläggning. ALMA är ett jämlikt partnerskap mellan Europa och Nordamerika, i samarbete med Republiken Chile, och finansieras i Nordamerika av US National Science Foundation (NSF) i samarbete med National Research Council of Canada (NRC) och i Europa av European Southern Observatory (ESO) och Spanien. ALMA konstruktion och verksamhet leds på Nordamerikas vägnar av National Radio Astronomy Observatory (NRAO), som förvaltas av Associated Universities, Inc. (AUI), och för Europas räkning av ESO.
"ALMA kommer att vara ett gigantiskt steg framåt för våra studier av detta relativt litet utforskade spektralfönster mot universum", säger Dr. Catherine Cesarsky, generaldirektör för ESO. ”Eftersom ESO leder den europeiska delen av detta ambitiösa och framtidsinriktade projekt kommer ALMA: s inverkan att märkas i stora kretsar på vår kontinent. Tillsammans med våra partners i Nordamerika och Chile ser vi alla fram emot de verkligt enastående möjligheter som kommer att erbjudas av ALMA, även till unga forskare och ingenjörer.
"Den amerikanska National Science Foundation går idag med vår nordamerikanska partner, Kanada, och med European Southern Observatory, Spanien och Chile för att förbereda sig för ett spektakulärt nytt instrument," sade Dr. Rita Colwell, chef för U.S. National Science Foundation. "ALMA kommer att utvidga vår vision om universum med" ögon "som tränger igenom de höljda mantlarna i rymden genom vilket ljus inte kan tränga igenom."
I samband med denna banbrytande presenterades ALMA-logotypen.
Vetenskap med ALMA
ALMA kommer att fånga strålning av millimeter och under millimeter från rymden och producera bilder och spektra av himmelsföremål när de visas på dessa våglängder. Denna speciella del av det elektromagnetiska spektrumet, som är mindre energiskt än synligt och infrarött ljus, men ändå mer energiskt än de flesta radiovågor, har nyckeln till att förstå en mängd olika grundläggande processer, t.ex. planet- och stjärnbildning och bildandet och utvecklingen av galaxer och galaxkluster i det tidiga universum. Möjligheten att detektera utsläpp från organiska och andra molekyler i rymden är av särskilt stort intresse.
Den millimeter- och undermillimeterstrålningen som ALMA kommer att studera kan penetrera de stora moln av damm och gas som befolkar interstellärt (och intergalaktiskt) utrymme och avslöjar tidigare dolda detaljer om astronomiska föremål. Denna strålning blockeras dock av atmosfärisk fukt (vattenmolekyler) i jordens atmosfär. För att bedriva forskning med ALMA i denna kritiska del av spektrumet behöver astronomer således en exceptionell observationsplats som är mycket torr och på en mycket hög höjd där atmosfären ovan är tunnare. Omfattande test visade att himlen ovanför Chajnantor-slätten i Atacamaöknen har den oöverträffade klarheten och stabiliteten som krävs för att utföra effektiva observationer med ALMA.
ALMA-drift
ALMA kommer att vara världens högsta höjd, markbaserade observatorium, cirka 250 meter högre än toppen av Mont Blanc, Europas högsta berg.
Arbetet i denna höjd är svårt. För att säkerställa säkerheten för forskarna och ingenjörerna vid ALMA kommer operationer att utföras från Operations Support Facility (ALMA OSF), en förening belägen i en mer bekväm höjd av 2 900 meter, mellan städerna Toconao och San Pedro de Atacama.
Fas 1 i ALMA-projektet, som inkluderade design och utveckling, avslutades 2002. Början av fas 2 hände den 25 februari 2003, då European Southern Observatory (ESO) och US National Science Foundation (NSF) undertecknade en historiskt avtal om att bygga och driva ALMA, jfr. ESO PR 04/03.
Byggandet kommer att fortsätta till 2012; emellertid planeras de första vetenskapliga observationerna redan från 2007 med en delvis uppsättning av de första antennerna. ALMA: s drift kommer gradvis att öka fram till 2012 med installationen av de återstående antennerna. Hela projektet kommer att kosta cirka 600 miljoner euro.
Tidigare i år valde styrelsen för ALMA professor Massimo Tarenghi, tidigare chef för ESO: s VLT-projekt, för att bli ALMA-direktör. Han är övertygad om att han och hans team kommer att lyckas: "Vi kan ha mycket hårt arbete framför oss", sade han, "men vi alla i teamet är glada över detta unika projekt. Vi är redo att arbeta för det internationella astronomiska samhället och förse dem i god tid med ett enastående instrument som möjliggör trailblazing forskningsprojekt inom många olika områden inom modern astrofysik.
Hur ALMA kommer att fungera
ALMA kommer att bestå av 64 antenner med hög precision, vardera 12 meter i diameter. ALMA-antennerna kan placeras på nytt, så att teleskopet fungerar som zoomobjektivet på en kamera. Som störst kommer ALMA att vara 14 kilometer längre. Detta gör att teleskopet kan observera fina skalor om astronomiska föremål. Vid sin minsta konfiguration, ungefär 150 meter över, kommer ALMA att kunna studera de stora föremålen för samma objekt.
ALMA kommer att fungera som en interferometer (enligt samma grundprincip som VLT-interferometern (VLTI) vid Paranal). Detta innebär att den kommer att kombinera signalerna från alla dess antenner (ett par antenner i taget) för att simulera ett teleskop på storleken på avståndet mellan antennerna.
Med 64 antenner kommer ALMA att generera 2016 individuella antennpar (”baslinjer”) under observationerna. För att hantera denna enorma mängd data kommer ALMA att förlita sig på en mycket kraftfull, specialiserad dator (en ”korrelator”), som kommer att utföra 16 000 miljoner (1,6 x 1016) operationer per sekund.
För närvarande genomgår två prototyper av ALMA-antenner rigorösa tester på NRAO: s Very Large Array-webbplats, nära Socorro, New Mexico, USA.
Internationellt samarbete
För detta ambitiösa projekt har ALMA blivit en gemensam insats bland många nationer och vetenskapliga institutioner. I Europa leder ESO på uppdrag av sina tio medlemsländer (Belgien, Danmark, Frankrike, Tyskland, Italien, Nederländerna, Portugal, Sverige, Schweiz och Storbritannien) och Spanien. Japan kan gå med 2004 och få förbättringar av projektet. Med tanke på Nordamerikas deltagande kommer detta att vara det första verkliga globala projektet för markbaserad astronomi, en viktig utveckling med tanke på den ökande tekniska sofistikeringen och de höga kostnaderna för frontlinjen astronomiinstallationer.
Det första submillimeterteleskopet på södra halvklotet var det 15 m svenska-ESO Submillimetre Teleskopet (SEST) som installerades vid ESO La Silla Observatory 1987. Det har sedan dess använts i stor utsträckning av astronomer, mestadels från ESO: s medlemsländer. SEST har nu avvecklats och ett nytt submillimeterteleskop, APEX, håller på att påbörja verksamheten vid Chajnantor. APEX, som är ett gemensamt projekt mellan ESO, Max Planck Institute for Radio Astronomy i Bonn (Tyskland) och Onsala Space Observatory (Sverige), är en antenn som kan jämföras med ALMA-antenner.
Ursprungskälla: ESO News Release
