ALMA - zamykanie pętli


Sieć ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) przeszła krok milowy decydujący o jakości obrazów, które będą znakiem rozpoznawczym tego nowego, rewolucyjnego narzędzia dla astronomii. Astronomowie i inżynierowie po raz pierwszy udanie połączyli trzy anteny obserwatorium na terenie obserwacyjnym na wysokości 5000 m n.p.m. w północnym Chile. Obecność trzech anten pracujących razem dostarcza brakującego elementu do korygowania błędów, które występują, gdy pracują jedynie dwie anteny, torując w ten sposób drogę do uzyskiwania precyzyjnych obrazów zimnego Wszechświata w niespotykanej rozdzielczości.

20 listopada 2009 r. w obserwatorium ALMA została zainstalowana trzecia antena. Umieszczono ją na Terenie Operacyjnym Anten (Array Operations Site), „górnym” obszarze obserwatorium na płaskowyżu Chajnantor, na wysokości 5000 m n.p.m. w Andach Chilijskich. Później, po serii testów technicznych, astronomowie i inżynierowie przy pomocy wszystkich trzech 12-metrowych anten połączonych razem obserwowali pierwsze sygnały ze źródła astronomicznego. Obecnie trwają intensywne prace nad stabilnością i gotowością systemu.

“Pierwszy sygnał używający tylko dwóch anten ALMA, obserwowany w październiku, może być porównany do pierwszego gaworzenia niemowlaka”, mówi Leonardo Testi, naukowiec europejskiego projektu ALMA z ESO. „Obserwacje z trzecią anteną odpowiadają momentowi, w którym dziecko mówi swoje pierwsze słowo – jeszcze nie pełne zdanie, ale już to jest bardzo emocjonujące! Połączenie trzech anten jest faktycznie pierwszym krokiem w kierunku naszego celu otrzymania precyzyjnych i ostrych obrazów na falach submilimetrowych”.

Udane połączenie trio anten było kluczowym testem pełnego systemu elektroniki i oprogramowania, które są teraz instalowane w obserwatorium ALMA, a jego sukces antycypuje przyszłe możliwości obserwatorium. Gdy zostanie ukończone, obserwatorium ALMA będzie mieć cos najmniej 66 nowoczesnych anten działających razem jako „interferometr”, odpowiadających pojedynczemu olbrzymiemu teleskopowi, badającemu niebo na falach o długościach milimetrowych i submilimetrowych. Połączenie sygnałów otrzymanych przez indywidualne anteny jest decydujące dla otrzymania obrazów źródeł astronomicznych o niespotykanej jakości na zamierzonej do obserwacji długości fali.

Połączenie trzech anten jest krytycznym krokiem w kierunku działania obserwatorium jako interferometru. Chociaż pierwsze udane pomiary przy pomocy tylko dwóch anten zostały wykonane w październiku 2009 r. (zobacz Ogłoszenie ESO) i pokazały świetną wydajność instrumentów, dodanie trzeciej anteny jest niezwykle ważnym skokiem w przyszłość obserwatorium. Ten krok milowy projektu jest znany jako „fazy zamknięte” i dostarcza ważnego, niezależnego sprawdzenia jakości interferometrii.

„Użycie sieci trzech (lub więcej) anten jako interferometru dramatycznie zwiększa jego wydajność w stosunku do prostej pary anten.”, wyjaśnia Wolfgang Wild, manager europejskiego projektu ALMA. „Daje to astronomom kontrolę nad potencjalnymi czynnikami, które degradują jakość obrazu, związanymi z instrumentem albo z turbulencjami atmosferycznymi. Poprzez porównanie sygnałów otrzymanych jednocześnie przez trzy pojedyncze anteny te niechciane efekty mogą być usunięte – jest to niemożliwe w przypadku użycia tylko dwóch anten.”

Aby uzyskać ten istotny cel, astronomowie obserwowali światło pochodzące od odległego źródła pozagalaktycznego, kwazara „1924-292”, dobrze znanego naukowcom ze swojej jasnej emisji na falach długich, włącznie z zakresem milimetrowym/submilimetrowym, badanym przez ALMA. Stabilność sygnały mierzonego z tego obiektu pokazuje, że anteny pracują nadspodziewanie dobrze.

Kilka dodatkowych anten zostanie zainstalowanych na płaskowyżu Chajnantor w ciągu kolejnego roku, co pozwoli astronomom na uzyskanie wstępnych wyników naukowych przy pomocy systemu ALMA około 2011 r. Po tym terminie interferometr będzie stale powiększać się, aby uzyskać pełny potencjał naukowy z co najmniej 66 antenami.

Międzynarodowy instrument badawczy ALMA jest efektem współpracy Europy, Ameryki Północnej i Wschodniej Azji, w porozumieniu z Chile.

Źródło: ESO | Tłumaczenie: Krzysztof Czart

Liczba odsłon: 827