eso1137ru — Организационный релиз

ALMA открывает глаза

Самый мощный в мире телескоп для наблюдений на миллиметровых и субмиллиметровых волнах начал работу и получил первое изображение

3 октября 2011 г.

ALMA, Атакамская Большая Миллиметровая/Субмиллиметровая Решетка (The Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array), самый сложный наземный астрономический комплекс, созданный человечеством, официально открылся для астрономов. Первое полученное с ним изображение, зарегистрированное телескопом, еще находящимся в стадии строительства, открывает нам вид на Вселенную, который невозможно воспроизвести ни с каким оптическим или инфракрасным телескопом. Тысячи ученых со всего мира соревновались за право быть среди тех нескольких исследователей, которые изучают с новым астрономическим инструментом самые темные, самые холодные, самые далекие и самые скрытые от человеческих глаз секреты космоса.

Сейчас на плато Чахнантор в Северном Чили, на высоте 5000 метров, установлена примерно треть от полного числа будущих 66 радио-антенн решетки ALMA, разнесенных на расстояния всего 125 метров, вместо планируемых в максимуме 16 километров; количество антенн постепенно растет. И все же, хоть строительство телескопа еще не окончено, љALMA уже стала лучшим в мире инструментом этого типа. Отражением этого факта является необычайно большое число астрономов, љподавших заявку на получение наблюдательного времени на телескопе.

?Даже на этой очень ранней стадии своей работы ALMA уже превосходит все другие существующие субмиллиметровые решетки. Достижение этой вехи ? результат впечатляющих усилий множества ученых и инженеров из стран-партнеров, участвующих в этом проекте по всему миру? ? сказал Тим де Зеув (Tim de Zeeuw), Генеральный Директор ESO, Европейского партнера ALMA.

ALMA ведет наблюдения Вселенной на миллиметровых и субмиллиметровых волнах, которые примерно в тысячу раз длиннее волн видимого света. Используя такие волны, астрономы могут изучать крайне холодные космические объекты, такие, например, как плотные облака космической пыли и газа, из которых образуются звезды и планеты, или как очень далекие объекты, принадлежащие ранней Вселенной.

Галактики ?Антенны?: сравнение данных, получаемых с ALMA и с Космическим Телескопом Хаббла

ALMA коренным образом отличается от телескопов, работающих в видимом и инфракрасном свете. Это решетка из связанных между собой антенн, действующая как единый гигантский телескоп и регистрирующая излучение с гораздо большей длиной волны, чем у видимого света. Поэтому изображения, которые получает ALMA, выглядят совсем не так, как привычные картины космоса.

В течение последних нескольких месяцев группа астрономов, работающих сљ ALMA,была љзанята тестированием всех систем обсерватории в процессе подготовки к первому раунду научных наблюдений, получившему название Early Science. Одним из результатов этого тестирования и стала публикация первого изображения, полученного с ALMA, хоть он все еще находится в статусе строящегося телескопа. Большая часть наблюдений, использованных для составления данного изображения галактик ?Антенны? (Antennae Galaxies), была сделана с использованием комбинации всего 12 антенн решетки, что гораздо меньше, чем будет применяться для первых научных наблюдений. К тому же, использовавшиеся антенны были расположены гораздо ближе друг к другу, чем планируется при регулярной работе инструмента. С учетом обоих этих факторов љпубликуемый снимок дает лишь приблизительное представление о том, чего можно ожидать от ALMA. По мере роста обсерватории, ввода в строй все новых антенн и увеличения размера решетки, четкость, производительность и качество наблюдений будут стремительно повышаться [1].

Галактики ?Антенны? -- это пара сильно деформированных сталкивающихся галактик. В то время, как на оптических изображениях можно различить звезды, входящие в эти галактики, изображение, построенное ALMA, выявляет нечто, чего нельзя увидеть в видимых лучах: облака плотного холодного газа, из которого формируются новые звезды [2]. Это лучшее из всех когда-либо полученных субмиллиметровых изображений галактик ?Антенны?.

Массивные скопления газа обнаруживаются не только в центральных частях этих двух галактик, но и в хаотически выглядящей области их столкновения. Здесь богатый резервуар материала для будущих поколений звезд -- общее количество этого газа в миллиарды раз превышает массу Солнца. Такие наблюдения открывают новое окно в субмиллиметровую Вселенную и будут необходимы для понимания того, как столкновения галактик могут запустить процесс рождения новых звезд. Это лишь один из примеров того, как ALMA открывает нам те части Вселенной, которые нельзя увидеть с оптическими и инфракрасными телескопами.

В стадии Early Science, первой фазы исследований, которая будет длиться девять месяцев,љ ALMA сможет принять заявки всего примерно на сотню проектов. Несмотря на это, за последние несколько месяцев заинтересованные новыми возможностями астрономы со всего мира представилиљболее 900 предложений для наблюдений. Девятикратное превышение нормы подачи заявок -- рекорд для любого телескопа! Проекты, принятые для осуществления, были отобраны на основании своей научной значимости, с учетом региональной принадлежности, а также соответствия основным научным приоритетам ALMA.

"Мы переживаем исторический момент в науке, в особенности в астрономии, а возможно, и во всем развитии человечества, потому что начала работу величайшая из всех строящихся сейчас на Земле обсерваторий"?сказал Тийс де Граау (Thijs de Graauw), директор ALMA.

Одним из проектов, отобранных для наблюдений в рамках ALMA Early Science, стал проект Дэвида Уилнера (David Wilner) из Гарвардского Смитсонианского астрофизического центра в Кембридже (Harvard?Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts, USA). Он говорит: ?Моя группа занимается поисками строительных блоков для планетных систем, а ALMA является уникально оборудованным инструментом именно для таких поисков?.

Объект, который будет наблюдать эта группа, -- AU Микроскопа, звезда на расстоянии в 33 световых года от нас, возраст которой составляет всего 1% от возраста Солнца. ?С помощью ALMA мы собираемся получить изображение ?родительского кольца? планетезималей, которые, как мы думаем, вращаются по орбитам вокруг этой молодой звезды. И только с помощью ALMA в этих заполненных пылью поясах астероидов мы можем надеяться обнаружить сгустки, которые могут отмечать места образования невидимых нам планет.? Уилнер и его группа поделятся данными, которые они получат, с группой европейских астрономов, тоже подавших заявку на наблюдения с телескопом ALMA этой близкой звезды, окруженной пылевыми кольцами.

Поиски пригодных для обитания планет, вращающихся вокруг других звезд, часто начинаются с поисков признаков воды в этих далеких планетных системах. Есть подозрения, что околозвездные диски, состоящие из каменных обломков, рои пыли, газа и камней, обращающиеся вокруг звезд, содержат также ледяные глыбы, в которых кроме замерзшей воды есть еще газы и, возможно, даже органические молекулы ? все, что составляет астрохимию жизни.

Саймон Казассус (Simon Casassus) из Университета Чили и его группа собираются использовать телескоп ALMA для наблюдений газово-пылевого диска вокруг HD142527, молодой звезды на расстоянии 400 световых лет от нас. ?В пылевом диске вокруг этой звезды имеется большой зазор, который мог образоваться в результате формирования гигантских планет? ? говорит Казассус. ?По обеим сторонам этого промежутка в диске содержится достаточно газа, чтобы из него могло получиться около дюжины планет размером с Юпитер. Если внутри промежутка достаточно газа, то там может все еще протекать процесс формирования молодой газовой планеты-гиганта.? Наблюдения, которые группа выполнит на телескопе ALMA, позволят измерить массу и физические условия газовой среды внутри промежутка. ?Таким образом, ALMA дает нам шанс наблюдать планету в процессе ее формирования, или на самой ранней стадии ее жизни??говорит Казассус.

Гораздо дальше, на расстоянии 26 000 световых лет от нас, в центре нашей Галактики, находится Стрелец А*, сверхмассивная черная дыра массой в четыре миллиона Солнц. Газ и пыль, находящиеся между ней и Солнцем, скрывают ее от наших оптических телескопов. Однако ALMA способна видеть сквозь галактический мрак и подарить нам фантастические виды Стрельца A*.

Хейно Фальке (Heino Falcke), астроном из Университета Радбуд в Неймегене, Нидерланды, (Radboud University Nijmegen, the Netherlands), говорит: ?ALMA позволит нам наблюдать вспышки света, приходящие из окрестностей сверхмассивной черной дыры, и получать изображения облаков газа, поглощаемых ее колоссальным притяжением. Тогда мы сможем изучить беспорядочный ?процесс питания? этого монстра. Мы думаем, что некоторая часть газа может вырваться из его железной хватки со скоростью, близкой к скорости света?.

Подобно черным контурам в детской раскраске, космическая пыль и холодный газ очерчивают структуры внутри галактик, даже если мы не можем ясно разглядеть сами эти галактики. У внешних границ видимой Вселенной лежат таинственные галактики, в которых происходят взрывы звездообразования (starburst galaxies), яркие острова на фоне темного, холодного космоса. ALMA будет искать в этих областях признаки присутствия холодного газа и пыли, сдвигаясь назад во времени до отметки всего в несколько сотен миллионов лет после Большого Взрыва, во времена, которые астрономы называют ?Космическим Рассветом?.

Масами Оучи (Masami Ouchi) из Токийского Университета в Японии будет наблюдать с телескопом ALMA ?Химико? (Himiko), очень далекую галактику, ежегодно выбрасывающую из себя в разные стороны, по меньшей мере, 100 звезд размером с Солнце и окруженную гигантской яркой туманностью. ?Наблюдения с другими телескопами не могут объяснить, почему Химико такая яркая и как в ней развилась такая большая и горячая туманность, в то время как ранняя Вселенная вокруг такая холодная и темная? ? говорит Оучи. ?ALMA способна показать нам холодный газ глубоко внутри звездообразующей туманности Химико, отследить движения и процессы, идущие внутри нее. Мы, наконец, увидим, как начали формироваться галактики в эпоху ?Космического Рассвета??.

Во время наблюдений в фазе Early Science строительство телескопа ALMA в Чилийских Андах, на высоком и далеком плато Чахнантор в суровой пустыне Атакама будет продолжаться. Каждая новая антенна, снабженная специальной защитой от суровых климатических условий, будет присоединяться к решетке, к каждой будет подведен оптоволоконный кабель. Элементы изображения от разнесенных по плато антенн объединяются в одно большое изображение с помощью одного из самых быстродействующих в мире специальных суперкомпьютеров, ?ALMA-Коррелятора?, который может выполнять 17 квадрильонов [3] операций в секунду.

К 2013 году ALMA достигнет размера 16 километров, и будет состоять из 66 ультра-прецизионных радиоантенн миллиметрового / субмиллиметрового диапазона. Они составят единый телескоп, построенный в результате межнационального партнерства стран Европы, Северной Америки и Восточной Азии.

Атакамская Большая Миллиметровая / субмиллиметровая Решетка (The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA), международный астрономический инструмент, является результатом партнерства стран Европы, Северной Америки и Восточной Азии, в кооперации с Республикой Чили. ALMA финансируется в Европе Европейской Южной обсерваторией (ESO), в Северной Америке Национальным Научным Фондом США (U.S. National Science Foundation, NSF) в кооперации с Национальным Исследовательским Советом Канады (The National Research Council of Canada, NRC) и Национальным Научным Советом Тайваня (The National Science Council of Taiwan, NSC), в Восточной Азии Национальными Институтами Естественных Наук Японии (The National Institutes of Natural Sciences, NINS) в кооперации с Academia Sinica (AS) на Тайване. Строительство и эксплуатация ALMA ведутся от Европы ESO, от Северной Америки Национальной Радиоастрономической Обсерваторией (The National Radio Astronomy Observatory, NRAO), под управлением компании Associated Universities, Inc. (AUI), и от Восточной Азии Национальной Астрономической Обсерваторией Японии (The National Astronomical Observatory of Japan, NAOJ). Объединенная Обсерватория ALMA (The Joint ALMA Observatory, JAO) осуществляет объединенное руководство и управление строительством, пуско-наладочными работами и эксплуатацией телескопа ALMA.љ

Примечания

[1] Качество изображений, получаемых с интерферометрическим телескопом, таким, как ALMA, зависит как от расстояний между антеннами, так и от количества антенн. Чем больше расстояния между антеннами, тем более четкими могут быть изображения, а чем больше антенн работают совместно, тем более детальными они могут получиться. Другую информацию об ALMA и об интерферометрии можно найти наљhttp://www.eso.org/public/teles-instr/alma/interferometry.html.

[2] Наблюдения были выполнены в определенных длинах волн миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов, подобранных для регистрации излучения молекул окиси углерода в необнаружимых другими средствами водородных облаках, в которых формируются новые звезды.

[3] 1.7x10¹⁶ операций в секунду.

Узнать больше

ESO, Европейская Южная Обсерватория ? ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы и наиболее продуктивная астрономическая обсерватория в мире. Ее деятельность поддерживается усилиями ученых 15 стран: Австрии, Бельгии, Бразилии, Чешской республики, Дании, Франции, Финляндии, Германии, Италии, Нидерландов, Португалии, Испании, Швеции, Швейцарии и Соединенного Королевства. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в инициировании и организации международного сотрудничества в астрономических исследованиях. ESO ведет работу в трех уникальных наблюдательных пунктах в Чили: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. На горе Параналь, в самой совершенной в мире астрономической обсерватории для наблюдений в видимом свете, установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT), и два обзорных телескопа. Телескоп VISTA работает в инфракрасной области и является крупнейшим в мире телескопом для выполнения обзоров неба; обзорный телескоп VLT (VLT Survey Telescope) -- крупнейший инструмент, предназначенный для обзоров неба в видимой области спектра. ESO ? европейский партнер в революционном проекте телескопа ALMA, величайшего из существующих астрономических инструментов. Сейчас ESO планирует строительство 40-метрового Европейского Сверхкрупного Телескопа для оптического и ближнего ИК диапазона (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope, E-ELT), который станет ?самым большим в мире глазом, глядящим в небо?.

Ссылки

• Веб-страницы ESO ALMA
• Фото ALMA
• Веб-страницы JAO ALMA
• Веб-страницы NRAO ALMA
• Веб-страницы NAOJ ALMA
• Список 112 приоритетных проектов, отобранных для ALMA Early Science, включая названия проектов, фамилии ведущих исследователей и краткие описания (PDF).

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Сотовый: +7-911-212-2130
Email: km@gao.spb.ru

Paola Andreani
European ARC Manager, ESO
Garching, Germany
Телефон: +49 89 3200 6576
Email: pandrean@eso.org

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

Lars-?ke Nyman
Head of Science Operations, Joint ALMA Observatory
Santiago, Chile
Телефон: +56 2 467 6127
Email: lnyman@alma.cl

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

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

Tania Burchell
Science Writer, National Radio Astronomy Observatory
Charlottesville, USA
Телефон: +1 434 244 6812
Email: tburchel@nrao.edu

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

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

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso1137.