Atacama Large Millimetru Array

ALMA
Observator	Observatorul Llano de Chajnantor
Corp	ESO , NSF , NINS
Stat	Chile
Coordonatele	23 ° 01'09.41 "S 67 ° 45'11.45" W / 23.01928 ° S 67.75318 ° W -23.01928; -67.75318 Coordonate : 23 ° 01'09.41 "S 67 ° 45'11.45" W / 23.01928 ° S 67.75318 ° W -23.01928; -67.75318
Altitudine	5 058.7 m asl
Incorporat	2007-2010
Prima lumină în	Martie 2013
Caracteristici tehnice
Tip	Interferometru radio
Lungime de undă	Undele radio de la 0,3 la 9,6 mm
Cadru	66 radiotelescoape cu diametrul de 7 și 12 metri
Site-ul oficial
Editați datele pe Wikidata · Manual

Primele două antene ALMA conectate ca interferometru .

Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) este un interferometru radio situat la o altitudine de 5000 de metri în deșertul Atacama din Chile . Este un proiect dezvoltat în colaborare între Europa , America de Nord , Asia de Est și Republica Chile .

Inaugurarea oficială a avut loc la 13 martie 2013 , în timp ce ultima antenă a fost livrată la 1 octombrie 2013 , toate cele 66 de antene fiind pe deplin operaționale la sfârșitul anului. Costul proiectului a fost de aproximativ un miliard de dolari .

Descriere

Primele trei antene prototip ALMA.

ALMA este un radiointerferometru de ultimă oră, constă dintr-o serie de 66 de radiotelescoape cu diametrul de 12 și 7 metri, care arată la lungimi de undă milimetre și submilimetrice. Antenele au fost instalate pe Llano de Chajnantor al platoului Puna de Atacama , la o altitudine de 5000 de metri. Cu ALMA este posibil să se studieze nașterea stelelor în universul timpuriu și să se obțină imagini detaliate ale formării stelelor și planetelor din universul local.

Antenele se pot deplasa în platoul deșertului pe distanțe de la 150 m la 16 km, ceea ce îi va oferi ALMA un zoom variabil puternic, similar din punct de vedere conceptual cu cel utilizat la situl Very Large Array (VLA) din New Mexico . Sensibilitatea ridicată este atinsă datorită numărului mare de telescoape din care este compusă matricea.

Telescoapele sunt furnizate de parteneri europeni, nord-americani și din Asia de Est. Partenerii americani și europeni au comandat 25 dintre antenele de 12 metri care alcătuiesc matricea principală. Asia de Est a contribuit cu 16 antene (patru 12m diametru și douăsprezece 7m), care alcătuiesc Atacama Compact Array (ACA), care face parte din îmbunătățirea ALMA.

ALMA văzută de sus

Utilizarea antenelor mai mici oferă posibilitatea de a face vizualizări pe câmp larg, la o frecvență dată, folosind ACA. Posibilitatea apropierii antenelor oferă, de asemenea, posibilitatea de a investiga surse de mare extensie unghiulară. ACA va colabora cu matricea principală pentru a spori capacitatea de imagine pe câmp larg.

Detaliile proiectului:

• 50 de antene de 12 metri diametru fiecare, alimentate de o gamă compactă de 4 antene de 12 metri și 12 de 7 metri.
• Instrument pentru vizualizare în toate ferestrele atmosferice între 350 µm și 10 mm.
• Configurații matrice variabile între 150m și 14km.
• Rezoluție unghiulară de 10 miliarcosecunde .
• Abilitatea de a obține imagini de surse cu amplitudine de la câteva secunde de arc la câteva grade, cu o rezoluție de o secundă de arc .
• Rezoluție spațială mai mică de 50 m / s.
• Instrument de imagine mai rapid și mai flexibil decât matricea foarte mare .
• Cel mai sensibil instrument din lume în lungimi de undă milimetrică și submilimetrică.
• Detectarea surselor punctuale de 20 de ori mai sensibile decât matricea foarte mare.
• Nou software pentru prelucrarea datelor „CASA” ( Aplicații software comune pentru astronomie )

Istorie

Zece antene instalate în Chajnantor începând cu 4 martie 2011.

ALMA este rezultatul unirii diferitelor idei, care își au originea în trei proiecte: Millimeter Array (MMA) pentru Statele Unite , Large Southern Array (LSA) pentru Europa și Large Millimeter Array (LMA) pentru Japonia .

În 1997 , Observatorul European de Sud (ESO) și Observatorul Național de Radioastronomie (NRAO) au convenit să continue un proiect comun care să unească MMA și LSA în ceea ce în cele din urmă s-ar numi ALMA. Designul final al matricei ar combina sensibilitatea LSA cu acoperirea frecvenței și cea mai bună locație a site-ului MMA. ESO și NRAO au colaborat în grupuri tehnice, științifice și organizaționale pentru a defini și organiza un proiect născut din uniunea dintre cele două observatoare cu participarea Canadei și a Spaniei (care la acea vreme nu făcea parte din ESO). Multe dintre deciziile și acordurile finale au fost luate în martie 1999 , inclusiv alegerea „Atacama Large Millimiter Array”, sau ALMA, ca nume al noii matrice.

La 25 februarie 2003, Acordul ALMA a fost semnat între America de Nord și partenerii europeni. Ulterior, proiectul ALMA a primit o propunere de participare de la Observatorul Astronomic Național din Japonia (NAOJ), conform căreia Japonia se va ocupa de construcția Atacama Compact Array (ACA) și trei receptoare suplimentare, pentru a constitui „ALMA îmbunătățit . La 14 septembrie 2004, a fost semnat acordul de nivel înalt, care a făcut din Japonia un partener oficial al ALMA îmbunătățit („Atacama Large Millimiter / submillimiter Array”).

Din motive esențial politice, s-a decis utilizarea antenelor proiectate și construite de companii cunoscute din America de Nord, Europa și Japonia: furnizorii au ales abordări diferite în proiectare, dar fiecare antenă trebuie să îndeplinească cerințele foarte stricte ale ALMA.

ALMA noaptea

ALMA a fost inițial o colaborare de 50% între Observatorul European de Sud (ESO) și America de Nord. Aranjamentul a fost apoi lansat odată cu intrarea de noi parteneri, și anume Japonia , Taiwan , Spania și Chile .

În imediata vecinătate, pe Cerro Chajnantor la o altitudine de 5.640 metri, Telescopul MiniTAO este prezent din 2009 , un telescop cu o deschidere de un metru instalat de Universitatea din Tokyo . Alături, se află în construcție un alt telescop al Universității din Tokyo, Telescopul cu infraroșu cu o deschidere de 6,5 m.

Pe vârful Cerro Chajnantor, este de asemenea planificată construcția Telescopului Atacama Cerro Chajnantor (CCAT), un telescop mare cu o deschidere de 25 m care funcționează la lungimi de undă submilimetrice . Acesta va fi construit de un consorțiu de universități din America de Nord și Europa condus de Universitatea Cornell . Lucrările au început în 2014 și finalizarea este așteptată în 2018 ^[1]

Parteneri și finanțare

O antenă ALMA iese în evidență împotriva cerului înstelat.

ALMA sa născut inițial ca o colaborare de 50-50 între ESO europeană și NRAO american, extinsă ulterior la partenerii japonezi, taiwanezi și chilieni. ^[2] La un cost estimat de 1,3 miliarde de dolari SUA, acesta este în prezent cel mai scump proiect astronomic bazat pe pământ.

Partenerii actuali ai proiectului sunt:

• Observatorul European din Sud și Centrul European de Sprijin Regional
• Fundația Națională pentru Științe prin Observatorul Național de Radioastronomie și Centrul de Științe Alma din America de Nord
• Consiliul Național de Cercetare (Canada)
• Observatorul Astronomic Național al Japoniei (NAOJ) în cadrul Institutului Național de Științe ale Naturii (NINS)
• ALMA-Taiwan cu Institutul de Astronomie și Astrofizică Academia Sinica (ASIAA)
• Republica Chile

ALMA este finanțat în Europa de Observatorul European de Sud (ESO), în America de Nord de Consiliul Național de Științe al SUA (NFS), în colaborare cu Consiliul Național de Cercetare al Canadei (NRC) și în Asia de Est de către Institutele Naționale de Științe Naturale din Japonia (NNIS) în colaborare cu Academia Sinica (AS) din Taiwan .

Construcția ALMA a fost dirijată de ESO , pentru Europa, Observatorul Național de Radio Astronomie (NRAO), administrat de Associated Universities, Inc (AUI), pentru Statele Unite și Observatorul Astronomic Național din Japonia (NAOJ). Observatorul comun ALMA (JAO) a furnizat îndrumări unificate pentru construcția, administrarea și funcționarea ALMA.

Constructie

Complexul a fost construit în principal de companii și universități europene, americane, japoneze și canadiene. Din 2002, trei antene prototip au fost testate pe site-ul Very Large Array (VLA) din New Mexico.

General Dynamics C4 Systems a fost comandat de diverse universități să furnizeze 25 de antene de 12 metri, ^{[3] în} timp ce celelalte 25 de antene principale au fost construite de consorțiul european AEM format din Thales Alenia Space , MT Mechatronics și European Industrial Engineering ^[4] , în ceea ce este cel mai mare contract european de până acum. Prima antenă a fost livrată în 2009, cu așteptarea de a livra aproximativ una în fiecare lună. Ultima antenă a fost livrată în octombrie 2013. Motoarele utilizate pentru mișcarea antenelor au fost proiectate, construite și instalate de Italian Phase Motion Control ^[5] .

Transportul antenelor, cântărind 115 tone fiecare, de la Facilitatea de Suport Operațional la o altitudine de 2900 m până la 5000 de metri a amplasamentului a fost efectuat cu utilizarea a două vehicule speciale cu 24 de roți, special construite de Scheurle Fahrzeugfabrik în Germania ^[6] , testată în iunie 2007 și livrată în februarie 2008. ^[7] Vehiculele au o lățime de 10 m, o lungime de 20 m și o înălțime de 6 m. Scaunul șoferului găzduiește, de asemenea, un rezervor de oxigen, pentru a-l ajuta pe șofer să respire la altitudini mari. Remorcile pot transporta antene și le pot plasa exact acolo unde trebuie.

Primul transport al unei antene, proiectat de North American Vertex RSI , a fost efectuat în iulie 2008 din interiorul instalației de ridicare a site - ului pe o platformă de testare externă. La sfârșitul anului 2009, primele trei antene au fost transportate la fața locului și conectate între ele. Livrarea oficială a instrumentului a avut loc pe 22 ianuarie 2010 .

La 28 iulie 2011, a sosit prima antenă europeană, aducând totalul la 16. Acesta este numărul minim de antene necesare pentru a face primele observații și, prin urmare, reprezintă unul dintre etapele esențiale ale proiectului. ^[8]

Prezentare generală a lucrărilor de construcții.

Centrul Regional ALMA

Centrul Regional ALMA (ARC) a fost conceput pentru a fi o interfață între comunitățile de utilizatori ale contribuabililor majori la proiectul ALMA și JAO. ARC a fost împărțit în continuare între cele trei mari zone geografice implicate în proiect (Europa, America de Nord și Asia de Est). ARC european (condus de ESO) este el însuși împărțit în diferite noduri ARC, ^[9] situate în diferite locații europene: Bonn-Bochum-Köln, Bologna, Ondřejov, Onsala, IRAM Grenoble, Leiden și JBCA (Manchester).

Scopul principal al ARC este de a asista comunitatea de utilizatori în pregătirea propunerilor de observare, de a se asigura că programele de observare corespund scopurilor științifice ale proiectului, de a oferi un birou de asistență pentru prezentarea propunerilor și programelor de observare, de a elibera datele obținute către principalii manageri de proiecte de observație, întreținerea arhivei de date ALMA, asistență pentru utilizatori pentru calibrarea datelor, colectarea de asemenea a comentariilor utilizatorilor. ^[9]

Cronologia proiectului

Cercetări științifice și rezultate relevante

Antene ALMA în configurație compactă

• Decembrie 2016: studiind distribuția prafului și gazelor în jurul stelei HD163296 , la aproximativ 400 de ani lumină distanță de Soare, o pereche de protoplanete a fost detectată în faza de finalizare. ^{[10] [11]}
• Martie 2017: un studiu ^{[12] a} făcut posibilă observarea celei mai tinere și îndepărtate galaxii observate vreodată de ALMA: A2744_YD4 . Observațiile ulterioare efectuate cu VLT au confirmat datarea galaxiei, care datează de 600 de milioane de ani după constituirea Universului care corespunde unei redshift de 8,38, în timpul așa-numitei reionization perioadă, A2744_YD4 este constituită dintr - o cantitate considerabilă de incandescent praf cosmic ^[13] , rezultatul probabilelor explozii anterioare de supernova.
• Martie 2017: este publicat ^[14] un studiu al unui sistem de stele binare, LLPegasi o structură spirală, în care un gigant roșu, în etapa finală a evoluției sale, împrăștie gazul deoarece orbita extrem de eliptică a formei sale de gaz însoțitoare a fost expulzată. ^[15]
• Aprilie 2017: observațiile norului molecular din Orion au arătat ^[16] modul în care formarea protostelelor poate provoca interacțiuni de bună voie ^[17] . ^[18]
• Aprilie 2017: o echipă de cercetători condusă de Italia a observat un disc de praf în jurul stelei HD 169142 , aproximativ 420 al . Distribuția pulberilor arată ^[19] o structură compusă din două inele principale și densitatea acestora duce la luarea în considerare a prezenței a două protoplanete în formare. ^{[20] [21]}
• Observațiile ulterioare ^[22] efectuate cu ALMA au permis să caracterizeze emisiile termice și parametrii suplimentari ai UZ224 din 2014 (DeeDee), o planetă pitică candidată la 92 UA de la Soare. Corpul ar avea o temperatură medie de -243 ° C și ar reflecta aproximativ 13% din lumina soarelui.
• Prin studierea datelor din sondajul de linii interferometrice protostelare (PILS), urme de izocianat de metil , o moleculă complexă necesară formării proteinelor, au fost descoperite pentru prima dată în spațiu de telescopul ALMA într-un sistem protostelar multiplu ^[23] . Sistemul, IRAS 16293-2422 , este situat la aproximativ 400 de ani lumină în zona de formare a stelelor Rho Ophiuchi , în constelația Ophiuchus ^[24] .
• Observațiile din banda sub-milimetrică făcute cu ALMA ale unui nor molecular dens au condus la ipoteza existenței unei găuri negre intermediare situate aproape în centrul Căii Lactee. Structura cinematică a norului CO-0.40-0.22 și dinamica gazelor sale sugerează prezența unui obiect compact cu dimensiunea de 10 ^ 5 M ⊙. ^[25]
• Prin studierea perturbațiilor monoxidului de carbon (CO) prezent în discul gazos din jurul stelei HD 163296 , o stea tânără la aproximativ 330 de ani lumină distanță, două grupuri de studiu independente au detectat prezența a trei planete, respectiv la 80, 140 și 260 de ori distanța dintre Pământ și Soare. ^[26]
• Octombrie 2019: datorită ALMA, a fost observată o galaxie primordială datând de peste 12 miliarde de ani, de către un grup de cercetători condus de Christina Williams, cercetător la Observatorul Steward . ^[27]

Galerie de imagini

Notă

Elemente conexe

• Telescop radio Arecibo
• Matrice de kilometri pătrați
• Telescop radio FAST - Telescop sferic cu diafragmă de cinci sute de metri

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre matricea Atacama Large Millimeter Array

linkuri externe

• Site oficial , pe almaobservatory.org .
• Atacama Large Millimeter Array , pe Sapienza.it , De Agostini .
• ( EN ) Atacama Large Millimeter Array , pe Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
• Site-ul web NRAO ALMA , pe nrao.edu .
• Site-ul ALMA din Marea Britanie , la mrao.cam.ac.uk. Adus la 14 mai 2011 (arhivat din original la 14 mai 2011) .
• Site-ul ESO ALMA , pe eso.org .
• ARC italian , pe alma.inaf.it.

Portalul astronomiei : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de astronomie și astrofizică