Tiedote

ALMA:n uusia vastaanottimmia, joita käytetään kosmisen alkuperämme tutkimiseen, on testattu onnistuneesti

14. elokuuta 2023

ALMA-teleskoopin (Atacama Large Millimetre/submillimetre Array), jossa ESO on mukana kumppanina, kansainvälinen tähtitieteilijä- ja insinööriryhmä on tehnyt ensimmäiset mittaukset käyttäen uusia vastaanottimia, jotka on asennettu useisiin ALMA-antenneihin. Vastaanottimet mahdollistavat ALMA:n havainnot viimeisellä taajuusalueella 2,6-4,5 millimetrin (67-116 GHz) aallonpituuksilla, jota varten se on suunniteltu. Tämä niin sanottu "Band 2" avaa uuden ikkunan kosmiseen alkuperäämme mahdollistaen mittaukset, jotka paljastavat kuinka kaukaiset tähdet ja galaksit muodostuvat, sekä selvittävät planeettojen alkuperää ja elämän rakennuspalikoita.

Chilessä Chajnantorin ylätasangolla sijaitseva ALMA koostuu yhteensä 66 antennista, joista jokainen on varustettu erittäin herkkien vastaanottimien arsenaalilla. Jokainen vastaanotintyyppi havaitsee tietyllä kaistalla tai sähkömagneettisen spektrin alimillimetri/millimetri-alueeen aallonpituuksilla. Kaikkiaan nämä kaistat kattavat havaintoikkunan 0,3-8,6 millimetriä (950-35 GHz; vastaavasti Band 10:stä Band 1:een). Band 2 avaa täysin uuden ikkunan 67-84 GHz:n alueella samalla laajentaen 84-116 GHz:n taajuusalueella käytettävissä olevaa kaistanleveyttä, joka myös on osa Band 3:a.

Ensimmäinen Band 2:n esituotantovaiheen vastaanotin asennettiin onnistuneesti ja sitä testattiin ALMA-antennilla aiemmin tänä vuonna. Nyt toiseen ALMA-antenniin on asennettu toinen Band 2:n esituotantovaiheen vastaanotin, joka mahdollistaa todellisen interferometrian mittaamalla hapsukuviota (fringe pattern), joka johtuu kirkkaan tähtitaivaan kohteen signaalien korrelaatiosta. Tämä merkittävä vaihe tarkoittaa sitä, että tähtitieteilijät ovat onnistuneet yhdistämään useiden antennien signaalit ensimmäistä kertaa Band 2:n alueella. Kun useammat ALMA:n antennit päivitetään Band 2 -vastaanottimilla, yksityiskohtien määrä ja herkkyystaso paranevat, mikä mahdollistaa yhä tarkemmat havainnot maailmankaikkeudestamme.

ALMA Band 2:n avulla pystytään tekemään tärkeitä mittauksia kylmästä tähtienvälisestä väliaineesta, pölyn ja molekyylikaasun sekoituksesta, jota on avaruudessa tähtien välissä ruokkien tähtien syntyä. Tämän lisäksi ALMA pystyy tutkimaan pölyn ja molekyylien ominaisuuksia erilaisissa kohteissa planeettoja muodostavista kiekoista aina kaukaisiin galakseihin sellaisella tarkkuudella, jota ei ole koskaan aiemmin saavutettu.

Lähempänä kotiplaneettaamme uudet vastaanottimet mahdollistavat monimutkaisten orgaanisten molekyylien havaitsemisen lähigalakseissa, mikä antaa vihjeitä siitä, miten elämän alkamisen olosuhteet syntyvät. Samalla Band 2 on tärkeä, jotta tähtitieteilijät ymmärtäisivät paremmin planeettojen muodostumista hiilimonoksidiviivan avulla "lumiviivaa" sellaisella alueella, joka on planeettoja muodostavissa kiekoissa riittävän kaukana keskustähdistä kaasun tiivistymiseksi.

Band 2:n kehitystä johti ESO yhdessä kumppanien kanssa, joita olivat National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), Chilen yliopisto, sekä kumppaneita useista eurooppalaisista instituuteista ja teollisuudesta. Ensimmäisten vastaanotinkasettien valmistuksesta vastasi konsortio, johon kuuluivat Alankomaiden tähtitieteen tutkijakoulu (NOVA), Onsalan avaruusobservatorion Advanced Receiver Development (GARD) -ryhmä, Chalmersin yliopisto (Ruotsi), ja Italian kansallinen astrofysiikan instituutti (INAF) yhteistyössä NAOJ:n kanssa.

Ryhmä työskentelee parhaillaan optimoidakseen esituotantovaiheen vastaanottimien suorituskyvyn, ja tätä seuraa valmiiden vastaanottimien lopullinen tuotanto. Vastaanottimet asennetaan kaikkiin 66 antenniin, mikä aloittaa ALMA:lla uuden aikakauden havainnoissa. Yhdessä muiden vuodelle 2030 suunniteltujen ALMA-päivitysten kanssa Band 2:n asentaminen mahdollistaa yli 3,5 kertaa suuremman hetkellisen kaistanleveyden kuin mitä useimmat nykyiset ALMA-vastaanottimet voivat saavuttaa. Tämä kasvattaa merkittävästi havaintojen nopeutta.

Lisätietoja

ALMA on ESO:n (jäsenvaltioitaan edustava), NSF:n (USA) ja NINS:n (Japani) kumppanuushanke yhdessä NRC:n (Kanada), NSTC:n ja ASIAA:n (Taiwan) sekä KASI:n (Korean tasavalta) kanssa yhteistyössä Chilen tasavallan kanssa. Yhteistä ALMA-observatoriota operoivat ESO, AUI/NRAO ja NAOJ.