eso1137no — Pressemelding

ALMA åpner øynene

Verdens kraftigste millimeter-/submillimeterteleskop er i drift og har levert sitt første bilde

3 October 2011

Menneskehetens mest kompliserte bakkebaserte astronomiske observatorium, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), er nå offisielt åpnet for astronomer. Det første publiserte bildet fra teleskopet, som fortsatt er under bygging, avslører en side av universet som er usynlig for teleskoper for synlig og infrarødt lys. Tusenvis av astronomer fra hele verden har knivet om å bli de første til å utforske noen av universets mørkeste, kaldeste, fjerneste og best skjulte hemmeligheter med dette nye astronomiske verktøyet.

For tiden består ALMA av rundt en tredel av de 66 radioantennene som til slutt skal utgjøre teleskopnettverket på Chajnantor-høysletten, 5000 meter over havet i det nordlige Chile. Maksimumsavstanden mellom antennene er nå bare 125 meter, men vil være hele 16 kilometer når anlegget står ferdig. Selv om ALMA fortsatt er under bygging, er det verdens beste teleskop av sitt slag, noe som også framgår av de ekstraordinært mange astronomene som har søkt om tid for å observere med ALMA.

"Selv i denne meget tidlige fasen utkonkurrerer ALMA allerede alle andre submillimeterobservatorier. Å nå denne milepælen er en hyllest til alle forskerne og ingeniørene i samarbeidslandene, som med sin imponerende innsats har gjort dette mulig," sier ESOs administrerende direktør Tim de Zeeuw. ESO er den europeiske partner i ALMA-prosjektet.

ALMA observerer kosmos på millimeter- og submillimeterbølgelengder, som er omkring tusen ganger lengre enn bølgelengdene til synlig lys. Den forholdsvis langbølgede strålingen lar astronomene studere ekstremt kalde steder i verdensrommet – slik som tette skyer av kosmisk støv og gass hvor stjerner og planeter dannes – i tillegg til svært fjerne objekter i det tidlige univers.

ALMA fungerer helt annerledes enn teleskoper for synlig og infrarødt lys. Det består av et nettverk av sammenkoblede antenner som fungerer som et enkelt kjempeteleskop. Strålingen ALMA registrerer, har som nevnt mye lengre bølgelengder enn synlig lys, og  bildene ligner derfor lite på de vi vanligvis ser av himmelrommet.

De seneste månedene har ALMA-teamet vært opptatt med å teste observatoriets systemer i forkant av den første runden med vitenskapelige observasjoner – det astronomene kaller "Early Science". Et av resultatene av testingen er ALMAs første publiserte bilde. Det skal nevnes at de fleste observasjonene som ligger til grunn for dette bildet av Antennegalaksen, ble gjort med bare tolv sammenkoblede antenner. Det er langt færre enn hva som vil bli brukt i de første vitenskapelige observasjonene. I tillegg var antennene plassert mye nærmere hverandre enn de vanligvis kommer til å være. Begge disse faktorene gjør at det nye bildet bare gir en liten forsmak på det som kommer. Etter hvert som flere antenner blir tilgjengelige og observatoriet vokser i størrelse, vil skarpheten, effektiviteten og kvaliteten på observasjonene øke dramatisk [1].

Antennegalaksen består faktisk av to kolliderende og kraftig forvridde galakser. Mens synlig lys viser oss stjernene i galaksene, avslører ALMAs data noe som ikke kan sees i synlig lys: skyer av tett, kald gass som nye stjerner fødes fra [2]. Dette er det beste submillimeterbildet som noensinne er tatt av Antennegalaksen.

Store gasskonsentrasjoner finnes ikke bare i sentrene av de to galaksene, men også i det kaotiske området der de braker sammen. Den samlede gassmengden her tilsvarer mange milliarder ganger Solas masse. Framtidige generasjoner stjerner kommer til å fødes fra dette materialet. Observasjoner som dette åpner et nytt vindu mot submillimeteruniverset og vil være avgjørende for å hjelpe oss å forstå hvordan galaksekollisjoner utløser stjernedannelse. Dette er bare ett eksempel på hvordan ALMA avdekker deler av universet som ikke kan sees med konvensjonelle teleskoper for synlig og infrarødt lys.

Bare omkring hundre observasjonsprosjekter kunne bli del av den innledende, ni måneder lange fasen av "Early Science". I løpet av de seneste månedene har likevel astronomer fra hele verden sendt inn mer enn 900 søknader om observasjonstid. Denne nidoble overbookingen er ny rekord blant astronomiske teleskoper. Prosjektene som slapp gjennom nåløyet, ble valgt på bakgrunn av sine vitenskapelige kvaliteter, den geografiske spredning og hvor godt de passet med ALMAs overordnede vitenskapelige mål.

"Vi lever nå i en uforglemmelig tid i vitenskapens og astronomiens historie, ja kanskje endog i menneskehetens historie," sier direktøren for ALMA, Thijs de Graauw.

Prosjektet til David Wilner fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i Cambridge i Massachusetts (USA) var blant de som ble utvalgt til ALMAs "Early Science"-fase. "Mitt team jakter på solsystemenes byggesteiner, og ALMA er perfekt utstyrt til å oppdage dem," forteller Wilner.

Målet til Wilners team er AU Microscopii, en stjerne 33 lysår unna og med en alder av kun 1 % av Solas. "Vi skal bruke ALMA til å avbilde en slags 'fødselsring' av planetesimaler [forstadier til planeter] som vi tror kretser rundt denne unge stjernen. Det er bare med ALMA vi kan håpe å oppdage klumper i disse fjerne, støvete asteroidebeltene. Slike klumper kan være tegn på planetdannelse." Wilners team skal dele dataene med et europeisk team som også søkte om ALMA-observasjoner av denne nære stjernen, som man vet har en ring av støv rundt seg.

Jakten på beboelige planeter rundt andre stjerner starter ofte med å lete etter vann i fjerne solsystemer. Skiver med materiale – støv, gass og steinpartikler – som er til overs etter stjernedannelsen, antas å også inneholde forrevne isblokker av frosset vann, gass og kanskje til og med organiske molekyler – livets astrokjemi.

Simon Casassus, fra Universitetet i Chile, og hans team vil med ALMA observere gass- og støvskiven rundt HD142527, en unge stjerne ca. 400 lysår unna. "I støvskiven rundt denne stjernen finnes en svær åpning, som kan ha blitt skapt i forbindelse med dannelsen av kjempeplaneter," forklarer Casassus. "Skiven inneholder nok gass til å lage om lag et dusin planeter på størrelse med Jupiter. I selve åpningen kan en ung gasskjempeplanet være i ferd med å dannes, forutsatt at det er en viss mengde gass tilgjengelig der." Ved hjelp av ALMA skal teamet beregne massen og egenskapene til gassen i åpningen. "På denne måten kan ALMA gi oss muligheten til å observere planetdannelse, eller i hvert fall de siste stadiene i denne prosessen," tilføyer Casassus.

Lenger borte, 26 000 lysår unna oss, i hjertet av galaksen vår, ligger Sagittarius A*, et supermassivt sort hull med fire millioner ganger mer masse enn vår egen sol. Gass og støv mellom hullet og oss gjør objektet vanskelig å studere med optiske teleskoper. ALMA, derimot, er laget for å se gjennom det galaktiske "mudderet" og gi oss spennende bilder av Sagittarius A*.

Heino Falcke, astronom ved Radboud University Nijmegen i Nederland, utdyper: "ALMA vil gjøre det mulig å se lysglimt fra området rundt dette supermassive sorte hullet og lage bilder av gasskyene som er fanget i dets voldsomme gravitasjonsgrep. Monsterets grisete matvaner skal undersøkes, for å si det sånn. Vi mistenker at noe av gassen unnslipper hullets gravitasjon i hastigheter på oppimot lysets."

Som omrissene i et barns fargeleggingsbok, markerer kosmisk støv og kald gass strukturer i galakser, selv om vi ikke kan se selve galaksene tydelig. Nær kanten av vårt observerbare univers ligger de mystiske starburst-galaksene – lyssterke stjerneøyer med intens stjernedannelse – i et ellers rolig, mørkt kosmos. ALMA skal spore opp kald gass og støv i disse galaksene helt tilbake til noen få hundre millioner år etter Big Bang, i perioden som astronomene kaller det "kosmiske daggry".

Masami Ouchi ved Universitetet i Tokyo i Japan skal bruke ALMA til å observere Himiko, en svært fjern galakse som danner stjerner tilsvarende hundre soler hvert år, og som omgis av en gigantisk, lyssterk tåke. "Med andre teleskoper får vi ikke vite hvorfor Himiko er så lyssterk og hvordan den har utviklet en slik enorm, varm tåke når det eldgamle univers omkring objektet er så rolig og mørkt," sier Ouchi. "ALMA vil kunne vise oss den kalde gassen i Himikos stjernedannende tåke og la oss studere bevegelsene og aktivitetene inni den. Endelig vil vi få se hvordan galaksene vokste fram i denne tidlige fasen i universets historie."

Under de første observasjonene, altså de såkalte "Early Science"-observasjonene, vil ALMA fortsatt være under bygging i de chilenske Andesfjellene, høyt oppe på det fjerntliggende Chajnantor-platået i den ugjestmilde Atacamaørkenen. Hver av de nye værbeskyttede antennene vil innlemmes i nettverket og knyttes sammen via fiberoptiske kabler. Dataene fra antennene kombineres til ett stort bilde av en av verdens raskeste spesialdatamaskiner. Supercomputeren kalles "ALMA-korrelatoren" og kan utføre 17 millioner milliarder [3] regneoperasjoner hvert sekund.

Innen 2013 vil ALMA bestå av 66 ultrapresise millimeter/submillimeter-radioantenner bygd av ALMAs internasjonale partnere i Europa, Nord-Amerika og Øst-Asia. Antennene vil jobbe sammen og fungere som et enkelt kjempeteleskop med en maksimal utstrekning på 16 km i diameter.

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) er et internasjonalt samarbeid mellom Europa, Nord-Amerika og Øst-Asia, i samarbeid med Chile. ALMA er i Europa finansiert av ESO, i Nord-Amerika av det amerikanske National Science Foundation (NSF) i samarbeid med National Research Council of Canada (NRC) og National Science Council of Taiwan (NSC). I Øst-Asia er ALMA finansiert av National Institutes of Natural Sciences (NINS) i Japan i samarbeid med Academia Sinica (AS) i Taiwan. Byggingen og driften av ALMA ledes i Europa av ESO, i Nord-Amerika av National Radio Astronomy Observatory (NRAO), som styres av Associated Universities Inc. (AUI), og i Øst-Asia av National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). Joint ALMA Observatory (JAO) står for den overordnede ledelse og administrasjon av byggefasen, oppdragstildeling og drift av ALMA.

Fotnoter

[1] Bildekvaliteten fra et interferometerteleskop som ALMA avhenger av både antall antenner og avstanden mellom dem. Jo større avstand, desto skarpere bilder, og jo flere antenner som jobber sammen, desto mer presise og detaljerte blir bildene. Mer informasjon om ALMA og interferometri finnes på http://www.eso.org/public/teles-instr/alma/interferometry.html.

[2] Observasjonene ble gjort på spesifikke millimeter- og submillimeterbølgelengder for å registrere strålingen fra karbonmonoksidmolekyler i de ellers usynlige hydrogenskyene hvor nye stjerner fødes.

[3] 1,7 x 1016 regneoperasjoner per sekund.

Mer informasjon

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 15 land: Belgia, Brasil, Danmark, England, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Portugal, Spania, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal driver ESO Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og to såkalte kartleggingsteleskop. VISTA observerer i infrarødt og er verdens største kartleggingsteleskop, mens VLT Survey Telescope er det største teleskopet som er designet utelukkende for himmelkartlegginger i synlig lys. ESO er den europeiske partner i et revolusjonerende teleskop kalt ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. ESO planlegger for tiden et ekstremt stort optisk/nær-infrarødt teleskop som har fått betegnelsen E-ELT: European Extremely Large Telescope. Med en speildiameter på rundt 40 meter vil dette bli det største "øye" i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Jan-Erik Ovaldsen
Oslo, Norge
E-post: j.e.ovaldsen@astro.uio.no

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
Mob.: +47 99 59 88 00
E-post: ajaunsen@gmail.com

Paola Andreani
European ARC Manager, ESO
Garching, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6576
E-post: pandrean@eso.org

Douglas Pierce-Price
ESO Public Information Officer
Garching, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6759
E-post: dpiercep@eso.org

Lars-Åke Nyman
Head of Science Operations, Joint ALMA Observatory
Santiago, Chile
Tlf.: +56 2 467 6127
E-post: lnyman@alma.cl

William Garnier
Education and Public Outreach Officer, Joint ALMA Observatory
Santiago, Chile
Tlf.: +56 2 467 6119
E-post: wgarnier@alma.cl

Mark McKinnon
North American ALMA Project Manager
USA
Tlf.: +1 434-296-0229
E-post: mmckinno@nrao.edu

Tania Burchell
Science Writer, National Radio Astronomy Observatory
Charlottesville, USA
Tlf.: +1 434 244 6812
E-post: tburchel@nrao.edu

Sachiko K. Okumura
East Asian ARC Manager, National Astronomical Observatory of Japan
Japan
Tlf.: +81 422 34 3782
E-post: sachiko.k.okumura@nao.ac.jp

Masaaki Hiramatsu
Education & Public Outreach Officer, National Astronomical Observatory of Japan
Japan
Tlf.: +81 422 34 3900 ext.3150
E-post: hiramatsu.masaaki@nao.ac.jp

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1137 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO. Norske kontakter er astronomene Jan-Erik Ovaldsen og Andreas O. Jaunsen. Pressemeldingen er oversatt av JEO.

Om pressemeldingen

Bilder

Antennae Galaxies composite of ALMA and Hubble observations
Antennae Galaxies composite of ALMA and Hubble observations
kun på engelsk
Antennae Galaxies composite of ALMA and Hubble observations
Antennae Galaxies composite of ALMA and Hubble observations
kun på engelsk
ALMA view of the Antennae Galaxies
ALMA view of the Antennae Galaxies
kun på engelsk
Antennae Galaxies, side-by-side comparison of ALMA and VLT observations
Antennae Galaxies, side-by-side comparison of ALMA and VLT observations
kun på engelsk
The Antennae Galaxies in the constellation of Corvus
The Antennae Galaxies in the constellation of Corvus
kun på engelsk
Wide-field view of the region around the Antennae Galaxies
Wide-field view of the region around the Antennae Galaxies
kun på engelsk
Nineteen ALMA antennas on the Chajnantor plateau
Nineteen ALMA antennas on the Chajnantor plateau
kun på engelsk
Nineteen ALMA antennas on the Chajnantor plateau
Nineteen ALMA antennas on the Chajnantor plateau
kun på engelsk
ALMA antennas on the Chajnantor Plateau, seen from nearby Cerro Toco
ALMA antennas on the Chajnantor Plateau, seen from nearby Cerro Toco
kun på engelsk

Videoer

ESOcast 36: ALMA Opens Its Eyes
ESOcast 36: ALMA Opens Its Eyes
kun på engelsk
Video News Release 35: ALMA Opens Its Eyes (eso1137b)
Video News Release 35: ALMA Opens Its Eyes (eso1137b)
kun på engelsk
The ALMA Compilation 2011
The ALMA Compilation 2011
kun på engelsk
Zooming on ALMA’s view of the Antennae Galaxies
Zooming on ALMA’s view of the Antennae Galaxies
kun på engelsk
Panning across the ALMA and Hubble views of the Antennae Galaxies (crossfade)
Panning across the ALMA and Hubble views of the Antennae Galaxies (crossfade)
kun på engelsk
Panning across the ALMA and Hubble views of the Antennae Galaxies
Panning across the ALMA and Hubble views of the Antennae Galaxies
kun på engelsk
Zooming on the ALMA array of antennas on Chajnantor
Zooming on the ALMA array of antennas on Chajnantor
kun på engelsk
Telephoto view of ALMA antennas on Chajnantor
Telephoto view of ALMA antennas on Chajnantor
kun på engelsk
Pan over ALMA array of antennas on Chajnantor as they move in unison
Pan over ALMA array of antennas on Chajnantor as they move in unison
kun på engelsk
Pan over ALMA array of antennas on Chajnantor as they move in unison
Pan over ALMA array of antennas on Chajnantor as they move in unison
kun på engelsk
ALMA antennas on Chajnantor move in unison
ALMA antennas on Chajnantor move in unison
kun på engelsk
Array of ALMA antennas on Chajnantor
Array of ALMA antennas on Chajnantor
kun på engelsk
Array of ALMA antennas on Chajnantor
Array of ALMA antennas on Chajnantor
kun på engelsk

Bildesammenligninger

Antennae Galaxies comparison of  ALMA and Hubble observations
Antennae Galaxies comparison of ALMA and Hubble observations
kun på engelsk

Se også