Mitteilung

Neue Beobachtungsmöglichkeiten bei kurzen Wellenlängen für ALMA

10. September 2014

Das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hat einen wichtigen Meilenstein erreicht, da nun auch Beobachtungen bis in den Submillimeter-Bereich möglich sind. Solche Wellenlängen der kosmischen Strahlung enthalten faszinierende Informationen über das kalte, dunkle und entfernte Universum.

Diese Errungenschaft ermöglicht ALMA einen vollkommen neuen Blickwinkel auf das Universum über die bisher bestehenden Ressourcen mit den Band 9-Receivern hinaus. Es ist ebenso ein wichtiger Schritt für die Inbetriebnahme des Teleskops, wodurch das volle Potential ausgeschöpft und der internationalen astronomischen Gemeinde zur Verfügung gestellt werden kann.

Als Demonstration der neuen Möglichkeiten hat das Inbetriebnahme-Team ein neues Bild vom Planeten Uranus veröffentlicht, wie er im Submillimeter-Wellenlängenbereich erscheint. Dieses Bild, das bei ALMAs kürzest möglicher Wellenlänge mit den Band 10-Receivern aufgenommen wurde, zeigt einen eisigen Glanz von der Atmosphäre des Planeten, in der niedrige Temperaturen wie -224°C herrschen können (wodurch Uranus die kälteste Atmosphäre im Sonnensystem besitzt). ALMAs erweiterte Beobachtungskapazitäten werden es Astronomen und Planetenwissenschaftlern erlauben, Temperaturunterschiede in unterschiedlichen Höhen über den Wolken von Uranus und anderen sehr großen Planeten in unserem Sonnensystem zu messen und zu untersuchen.

ALMA-Astronom Satoko Takahashi vom National Astronomical Observatory of Japan, der die Neuentwicklung leitet, erklärt: „Bevor Astronomen die Vorteile der kürzeren Wellenlängen nutzen können mussten wir das Teleskop zuerst überprüfen und Beobachtungsstrategien entwickeln, die zu den besten und genausten Ergebnissen führen. Deshalb ist die Inbetriebnahme so wichtig für den Erfolg.“

ALMA beobachtet den Kosmos mit einer Reihe von präzise eingestellten Receivern, die an jedem der 66 Antennen des Arrays installiert sind. Jeder Receivertyp ist für ein bestimmtes „Band“, also einen Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums empfindlich. Die Band 10-Receiver für die kürzesten Wellenlängen sind bereits an einem Großteil der ALMA-Antennen installiert und getestet worden. Die restlichen Receiver werden in den nächsten Monaten integriert werden.

Um das volle Potential der neuen Kapazitäten von ALMA für die kurzen Wellenlängen ausschöpfen zu können, entwickelt das Inbetriebnahme-Team zwei neue Beobachtungstechniken, die die effektive Untersuchungszeit für ALMA bei den kürzeren Wellenlängen deutlich erhöhen werde.

Der sogenannte Band zu Band-Transfer ermöglicht es mit ALMA die kurzen Wellenlängen bei nicht optimalen Wetterbedingungen zu beobachten, indem zunächst ein Objekt bei längeren Wellenlängen untersucht wird und anschließend mithilfe dieser Daten das Teleskop speziell für eine Beobachtung zu kalibrieren.

Bei einer weiteren Technik findet zunächst die Beobachtung eines sehr breiten Wellenlängenbereichs statt, anschließend werden Einstellungen für die kürzeren Wellenlängen und einen engeren Bereich vorgenommen. Diese Technik wird bald die Routineprozedur werden, auch wenn sie einzigartig bei ALMA für die kurzen Wellenlängen ist. Durch die Kombination der beiden Techniken können viele zusätzliche Beobachtungsstunden bei kurzen Wellenlängen gewonnen werden.

Teams aus aller Welt werden diese Techniken weiter testen und neue, optimale Beobachtungsstrategien für kurze Wellenlängen mit ALMA entwickeln.

Weitere Informationen

Das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ist eine internationale astronomische Einrichtung, die gemeinsam von Europa, Nordamerika und Ostasien in Zusammenarbeit mit der Republik Chile getragen wird. Von europäischer Seite aus wird ALMA über die Europäische Südsternwarte (ESO) finanziert, in Nordamerika von der National Science Foundation (NSF) der USA in Zusammenarbeit mit dem kanadischen National Research Council (NRC) und dem taiwanesischen National Science Council (NSC), und in Ostasien von den japanischen National Institutes of Natural Sciences (NINS) in Kooperation mit der Academia Sinica (AS) in Taiwan.

Das internationale Team für die Inbetriebnahme der High Frequency Observing Campaign wurde von Satoko Takasashi des National Astronomical Observatory of Japan geleitet, dem ALMA-Repräsentanten für Ostasien, und Anthony Remijan vom National Radio Astronomy Observatory, dem ALMA Program Scientist for Extension and Optimization of Capabilities. Weite Mitglieder waren Catherine Vlahakis, Neil Philips, Denis Barkats, Bill Dent (JAO/ESO), Ed Fomalont, Brian Mason, Jennifer Donovan Meyer (NRAO); Violette Impellizzeri, Paulo Cortes, Christian Lopez (JAO/NRAO); Christine Wilson (NRAO/McMaster University); Seiji Kameno, Tsyuoshi Sawada (JAO/NAOJ); Tim Van Kempen, Luke Maud & Remo Tilanus (Leiden); Robert Lucas (Grenoble); Richard Hills (Cambridge); Akihiko Hirota (JAO/NAOJ); James Chibueze (NAOJ).