Pressemeddelelse

ALMA åbner sine øjne

Det kraftigste millimeter-/submillimeter-teleskop i verden er taget i brug og har leveret sit første billede

3. oktober 2011

Menneskehedens mest komplekse jordbaserede astronomiske observatorium, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) er officielt åbnet for astronomer. Det første billede fra teleskopet, som stadig er under konstruktion, viser Universet på en måde, der slet ikke kan ses med teleskoper til synligt og infrarødt lys. Tusinder af forskere fra hele verden har konkurreret om at blive blandt de første til at udforske nogle af de mørkeste, koldeste, fjerneste og mest skjulte hemmeligheder i rummet med dette nye astronomiske værktøj.

På nuværende tidspunkt er omkring en tredjedel af ALMA’s 66 radioantenner blevet sat op. Med afstande på op til bare 125 meter i stedet for de maksimale 16 km udgør antennerne et voksende teleskopsystem på Chajnantor-højsletten i det nordlige Chile i en højde af 5.000 meter. Og selvom teleskopet stadig er under konstruktion, er ALMA allerede det bedste af sin slags. Det understreges af det ekstraordinært store antal astronomer, der har søgt om observationstid på ALMA.

”Selv i denne tidlige fase udkonkurrerer ALMA allerede alle andre submillimeter-teleskopsystemer. Denne milepæl er en hyldest til den imponerende indsats, der er ydet af de mange forskere og ingeniører i ALMA’s partnerområder rundt om i verden, som har gjort det muligt,” siger Tim de Zeeuw, generaldirektør i ESO, ALMA’s europæiske partner.

ALMA observerer lys fra Universet i millimeter- og submillimeterområdet, der har en bølgelængde, som er omkring tusind gange længere end bølgelængden for synligt lys. Ved disse længere bølgelængder kan astronomerne undersøge ekstremt kolde objekter i rummet – såsom de tætte skyer af kosmisk støv og gas, som stjerner og planeter dannes af – såvel som meget fjerne objekter i det tidlige Univers.

ALMA er radikalt anderledes end teleskoper til synligt og infrarødt lys. ALMA er et system bestående af forbundne antenner, der virker som ét enkelt kæmpestort teleskop. Teleskopet opfanger meget længere bølgelængder end de som synligt lys har. Dets billeder ser derfor noget anderledes ud end mere velkendte billeder fra rummet.

I løbet af de seneste måneder har holdet bag ALMA haft travlt med at afprøve observatoriets systemer for at forberede den første runde videnskabelige observationer kendt som ”Tidlig Videnskab”. Et resultat af deres afprøvning er det første billede fra ALMA, selv om det kommer fra et teleskop, der i høj grad stadig er under opbygning. De fleste af de observationer, der er brugt til at skabe dette billede af Antennegalakserne, er lavet med bare 12 antenner, der har arbejdet sammen – langt færre end det antal, der vil blive brugt til de første videnskabelige undersøgelser – og også med antennerne placeret meget tættere sammen. Begge disse faktorer betyder, at det nye billede bare er en smagsprøve på det, der er i vente. I takt med at observatoriet vokser, vil skarpheden, ydeevnen og kvaliteten af observationerne stige markant, når flere antenner bliver tilgængelige og teleskopsystemet bliver større [1].

Antennegalakserne er et kolliderende galaksepar med stærkt forvredne former. Mens synligt lys viser os stjernerne i galakserne, afslører ALMA noget, der ikke kan ses i synligt lys: De skyer af tæt, kold gas, som nye stjerner bliver dannet af [2]. Det er det bedste submillimeter-billede, der nogensinde er blevet taget af Antennegalakserne.

Enorme koncentrationer af gas er fundet ikke bare i de to galaksers hjerter, men også i det kaotiske område, hvor galakserne støder ind i hinanden. Her er den samlede mængde af gas milliarder af gange tungere end Solen – en rigt depot med materiale til fremtidige generationer af stjerner. Observationer som disse åbner et nyt vindue til submillimeter-universet og vil være afgørende for vores forståelse af, hvordan galaksekollisioner kan udløse dannelsen af nye stjerner. Det er blot ét eksempel på, hvordan ALMA afslører dele af Universet, der ikke kan ses med teleskoper til synligt og infrarødt lys.

ALMA har kun været i stand til at acceptere omkring 100 projekter i denne første ni måneders periode af Tidlig Videnskab. Alligevel har ihærdige astronomer fra hele verden i løbet af de seneste måneder indsendt over 900 observationsansøgninger (http://www.eso.org/public/announcements/ann11046/). Denne nifoldige overtegning er en rekord blandt astronomiske teleskoper. De heldige projekter blev udvalgt på baggrund af deres videnskabelige kvalitet, den regionale spredning og deres relevans for ALMA’s overordnede videnskabelige mål.

”Vi oplever lige nu et uforglemmeligt øjeblik i videnskabens og astronomiens historie, endda i menneskehedens historie,” siger Thijs de Graauw, ALMA’s direktør.

Et af de projekter, der er udvalgt til ALMA’s Tidlige Videnskab, er David Wilners fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i Cambridge, Massachusetts, USA. Wilner siger: ”Mit hold jager byggeklodserne til planetsystemer, og ALMA er unikt udrustet til at opdage dem.”

Målet for hans hold er AU Microscopii, en stjerne, der befinder sig 33 lysår væk, og hvis alder kun er én procent af Solens. ”Vi vil bruge ALMA til at tage billeder af den ”fødselsring” af planetesimaler som vi mener ligger omkring denne unge stjerne. Kun med ALMA er der håb for, at vi kan opdage klumper i disse støvede asteroidebælter, som kan være tegn på hidtil uopdagede planeter.” Wilner og hans hold vil dele deres data med et europæisk forskerhold, som også har anmodet om ALMA-observationer af denne nærtliggende, støvomkransede stjerne.

Enhver jagt på beboelige planeter omkring andre stjerner begynder ofte med jagten på vand i disse fjerne planetsystemer. Skiver af støv, gas og sten omkring stjernerne formodes også at indeholde forrevne isklumper fyldt med frossent vand, gas og måske endda organiske molekyler – livets astrokemi.

Simon Casassus fra University of Chile og hans hold vil bruge ALMA til at observere gas- og støvskiven omkring HD142527, en ung stjerne, der befinder sig 400 lysår væk. ”Støvskiven omkring denne stjerne har en meget stor åbning, som måske er blevet skabt i forbindelse med dannelsen af kæmpeplaneter,” siger Casassus. ”Uden for åbningen indeholder skiven gas nok til at kunne lave omkring et dusin planeter på størrelse med Jupiter. Inde i åbningen er en ung gasplanet måske stadig i færd med at blive dannet, hvis der er nok gasmateriale til rådighed.” Holdets observationer med ALMA vil måle massen og de fysiske forhold af gas inde i åbningen. ”På denne måde kan ALMA give os mulighed for at observere planetdannelse eller den periode, der ligger lige efter,” siger Casassus.

Længere væk, 26.000 lysår fra os i midten af vores galakse, ligger Sagittarius A*: et supertungt sort hul, der er fire millioner gange tungere end Solen. Gas og støv mellem hullet og os skjuler det for vores optiske teleskoper. ALMA, derimod, kan se gennem det galaktiske mørke og give os fantastiske billeder af Sagittarius A*.

Heino Falcke, en astronom ved Radboud University Nijmegen i Holland siger: ”Med ALMA vil vi kunne se udbrud af lys, der kommer fra omegnen af dette supertunge sorte hul og lave billeder af gasskyerne, der bliver fanget af hullets enorme tiltrækningskraft. Det vil gøre det muligt for os at studere dette monsters rodede spisevaner. Vi tror, at noget af gassen kan være på vej væk fra hullets greb med en hastighed, der er tæt på lysets.”

Ligesom sorte streger i børns malebøger, skitserer kosmisk støv og kold gas strukturerne i galakser, også selv om vi ikke kan se disse galakser tydeligt. Ved kanten af vores synlige Univers ligger de gådefulde galakser med en voldsom, nærmest eksplosiv, stjernedannelse, som klare øer i et ellers roligt, mørkt rum. ALMA skal på jagt efter kold gas og spor efter støv, der går så langt tilbage i tiden som få hundrede millioner år efter big bang på et tidspunkt, som astronomer kalder ”det kosmiske daggry”.

Masami Ouchi fra University of Tokyo i Japan vil bruge ALMA til at observere Himiko, en meget fjern galakse, der hvert år laver stjerner svarende til mindst 100 gange Solen, og er omgivet af en gigantisk, klar stjernetåge. ”Andre teleskoper kan ikke vise os, hvorfor Himiko er så klar, og hvordan den har udviklet en stjernetåge, der er så stor og varm, når det ældgamle Univers omkring den er så roligt og mørkt,” siger Ouchi. ”ALMA kan vise os den kolde gas dybt inde i Himikos stjernedannende tåge og spore bevægelser og aktiviteter indeni, og vi vil endelig se, hvordan galakser begyndte at blive dannet i det kosmiske daggry.”

I løbet af perioden med Tidlig Videnskab vil konstruktionen af ALMA fortsætte i de chilenske Andesbjerge – højt oppe på den afsidesliggende Chajnantor-højslette i den barske Atacama-ørken. Hver ny antenne, der er hærdet til at kunne modstå klimaet, vil blive en del af teleskopsystemet og vil blive tilkoblet med kabler af optiske fibre. Målinger fra hver af de adskilte antenner bliver sat sammen til ét stort billede af en af de hurtigste supercomputere i verden, ALMA-korrelatoren, som kan udføre 17 kvadrillioner [3] operationer i sekundet.

I 2013 vil ALMA’s teleskopsystem være op til 16 kilometer bredt og bestå af 66 ultrapræcise millimeter-/submillimeter-radioantenner, der arbejder sammen som ét teleskop og er bygget af ALMA’s internationale partnere i Europa, Nordamerika og Østasien.

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), en international astronomisk facilitet, er et partnerskab mellem Europa, Nordamerika og Østasien i samarbejde med Chile. ALMA er i Europa finansieret af ESO, i Nordamerika af det amerikanske National Science Foundation (NSF) i samarbejde med National Research Council of Canada (NRC) og National Science Council of Taiwan (NSC). I Østasien er ALMA finansieret af National Institutes of Natural Sciences (NINS) i Japan i samarbejde med Academia Sinica (AS) i Taiwan. Konstruktionen og driften af ALMA ledes i Europa af ESO, i Nordamerika af National Radio Astronomy Observatory (NRAO), der styres af Associated Universities, Inc. (AUI), og i Østasien af National Astronomical Oberservatory of Japan (NAOJ). Joint ALMA Observatory (JAO) står for den forenede ledelse og overordnede administration af konstruktion, bestilling og drift af ALMA.

Noter

[1] Kvaliteten af billederne fra et interferometrisk teleskop som ALMA afhænger både af den indbyrdes afstand mellem antennerne og antallet af antenner. Med større indbyrdes afstand er det muligt at lave skarpere billeder og hvis flere antenner arbejder sammen, kan mere detaljerede billeder fremstilles. Mere information om ALMA og interferometri kan findes her.

[2] Observationerne blev lavet ved bestemte bølgelængder i millimeter- og submillimeter-området, der var justeret til at registrere kuliltemolekyler i ellers usynlige brintskyer, hvor nye stjerner bliver født.

[3] 1,7x10¹⁶ operationer per sekund.

Mere information

ESO, det Europæiske Syd Observatorium, er den mest fremtrædende internationale astronomi-organisation i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. ESO har i dag følgende 15 medlemslande: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrig, Holland, Italien, Portugal, Schweiz og Storbritannien, Spanien, Sverige, Tjekkiet, Tyskland og Østrig. ESO’s aktiviteter er fokuseret på design, konstruktion og drift af jordbaserede observationsfaciliteter for at muliggøre vigtige videnskabelige opdagelser inden for astronomi. ESO spiller også en ledende rolle for at fremme og organisere samarbejdet inden for astronomisk forskning. I Chile driver ESO tre unikke observatorier i verdensklasse: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope (VLT), der er verdens mest avancerede astronomiske observatorium til observationer i synligt lys samt to kortlægningsteleskoper. VISTA arbejder i infrarødt lys og er verdens største kortlægningsteleskop, mens VLT Survey Telescope (VST) er det største teleskop, der udelukkende er bygget til at kortlægge himlen i synligt lys. ESO er den europæiske partner i et revolutionerede astronomisk teleskop kaldet ALMA, det største igangværende astronomiske projekt. ESO planlægger i øjeblikket et 40 meter optisk/nær-infrarødt teleskop kaldet European Extremely Large Telescope (E-ELT), der vil blive ”verdens største øje mod himlen”.

Links

• ESO’s websider om ALMA
• Billeder af ALMA
• JAO’s websider om ALMA
• NRAO’s websider om ALMA
• NAOJ’s websider om ALMA
• Liste over de 112 højest prioriterede projekter, der er udvalgt til Tidlig Videnskab med ALMA, med titler, involverede forskere og korte beskrivelser (PDF-format).

Kontakter

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

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

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

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

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

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

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

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

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1137 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.