Meddelande

Framgångsrikt test av nya mottagare för ALMA som ska undersöka vårt kosmiska ursprung

14 augusti 2023

En internationell grupp med forskare och ingenjörer vid Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), där ESO är en partner, har gjort de första mätningarna med nya mottagare på flera av ALMA-antennerna. Mottagarna gör det möjligt för ALMA att observera inom det slutliga frekvensområdet – med våglängder mellan 2,6 och 4,5 mm (frekvensområdet 67–116 GHz) – som den designades för. Detta så kallade “Band 2” öppnar ett nytt fönster mot vårt kosmiska ursprung som avslöjar dels hur avlägsna galaxer och stjärnor uppstår, dels hur planeter och byggstenarna till liv bildas.

ALMA är beläget på Chajnantorplatån i Chile och består av 66 antenner, vardera utrustad med en uppsättning av extremt känsliga mottagare. Varje mottagare observerar inom ett speciellt band eller våglängdsområde i submillimeter/millimeterområdet i det elektromagnetiska spektret. Totalt täcker alla dessa band ett område från 0,3 till 8,6 mm (950 till 35 GHz; Band 10 till 1). Band 2 öppnar ett helt nytt fönstret från 67 till 84 GHz och expanderar bandbredden i frekvensområdet 84–116 GHz, som också täcks av Band 3.

Den första Band 2-mottagaren installerades och testades framgångsrikt på en ALMA-antenn tidigare i år. Nu har en andra och en tredje Band 2-mottagare installerats på två andra antenner, vilket ger möjlighet till sann interferometri. Detta innebär att man mäter fransmönstret som bildas av korrelationen mellan multipla signaler från ett ljust astronomiskt objekt. Nu när dessa fransar har observerats för första gången har astronomerna kombinerat signalen från två antenner för första gången i Band 2. När ytterligare antenner uppgraderas med Band 2-mottagare kommer detaljrikedomen och känsligheten att öka vilket ger allt mer exakta observationer av universum.

ALMA Band 2 kommer ge möjlighet att göra viktiga mätningar av det kalla interstellära mediet, den blandning av gas och stoft som finns i rymden mellan stjärnorna och som är material för stjärnbildning. ALMA kommer också att kunna studera egenskaperna hos stoft och molekyler i allehanda objekt, från planetbildande skivor till avlägsna galaxer med en detaljrikedom som inte varit möjlig tidigare.

På närmare håll kommer de nya mottagarna att möjliggöra observationer av komplexa organiska molekyler i närbelägna galaxer och ge ledtrådar till hur miljöer som är gynnsamma för liv kan bildas. De kommer också att ge bidrag till förståelsen av hur planeter bildas genom att studera “snölinjen” för kolmonoxid, en region i planetbildande skivor tillräckligt långt från moderstjärnorna för att gasen ska kondensera.

Utvecklingen av Band 2 leddes av ESO och inkluderade partners från National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), University of Chile och flera europeiska institut och industrier. De första mottagarna tillverkades därefter av ett konsortium som inkluderar Netherlands Research School for Astronomy (NOVA), Gruppen för avancerad mottagarutveckling (GARD) vid Onsala rymdobservatorium, Chalmers tekniska högskola i Sverige, samt Italian National Institute for Astrophysics (INAF) i samarbete med NAOJ.

Nästa steg är att optimera funktionen hos de nya mottagarna, vilket sedan följs av storskalig produktion av mottagare för installation på samtliga 66 antenner. Tillsammans med de planerade uppgraderingarna till 2030 får Band 2 en bandbredd som är 3,5 gånger större än de flesta nuvarande ALMA-mottagare, vilket dramatiskt förbättrar hur snabbt observationerna kan utföras.

Mer information

ALMA är ett partnerskap mellan ESO (som representerar dess medlemsstater), NSF (USA) och NINS (Japan), tillsammans med NRC (Kanada), NSTC och ASIAA (Taiwan) och KASI (Sydkorea) i samarbete med republiken Chile. Joint ALMA Observatory drivs av ESO, AUI/NRAO och NOAJ.