» » Радиообсерватория ALMA

Радиообсерватория ALMA


Радиообсерватория ALMA

Радиообсерватория ALMA

На севере Чили, в пустыне Атакама, неподалеку от оазиса Сан-Педро де Атакама расположено небольшое плато Чахнантор (Llano_de_Chajnantor). Именно здесь, на высоте 5058 метров, расположена радиообсерватория ALMA — Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Атакамская большая антенная решетка миллиметрового/субмиллиметрового диапазона). ALMA — самый дорогой и самый большой астрономический проект на Земле: его стоимость — полтора миллиарда долларов. И один из самых молодых: первый телескоп был доставлен в 2008 году, а первые наблюдения проведены в 2011-м.

Еще несколько десятков лет назад будущим астрономам в университете говорили, что субмиллиметровая астрономия на Земле невозможна, потому что в атмосфере содержится много водяного пара, который поглощает волны в этом диапазоне. Поэтому надо было ждать, когда телескопы смогут вывести на орбиту. Однако оказалось, что и на Земле есть места, где в атмосфере настолько мало водяного пара, что можно ставить субмиллимитровые телескопы. Так, в 1980-х годах в Чили в обсерватории Ла-Силья появился совместный проект Швеции и ESO — 15-метровый субмиллиметровый SEST (см. Телескоп SEST). Высота 2400 метров уже гарантирует отсутствие большей части водяного пара, остальное добавляет засушливый климат Чили.

Однако позже стало понятно, что есть в Чили место, где водяного пара в атмосфере еще меньше, а климат еще суше — это плато Чахнантор. Однако расположено оно вдвое выше, что добавляло трудности для транспортировки оборудования. И тем не менее было решено построить здесь обсерваторию — так появилась идея проекта ALMA. Основное финансирование осуществляли три равноправных коллаборатора: ESO, Национальная радиоастрономическая обсерватория США (NRAO) и Национальная астрономическая обсерватория Японии (NAOJ). Сначала страны-участницы построили тестовый 12-метровый субмиллиметровый телескоп APEX — Atacama Pathfinder Experiment, — который был призван отработать все необходимые технологии. Он стоит чуть выше ALMA — на высоте 5100 метров.


Радиообсерватория ALMA

Радиообсерватория ALMA

Экспериментальный телескоп APEX. Фото © Алексей Паевский


Антенна APEX заработала в 2004 году, ее успешное тестирование позволило приступить к постройке антенн ALMA. В проекте ALMA антенн уже много: 54 тарелки диаметром 12 метров и 12 тарелок диаметром 7 метров. Центр технической поддержки (Operations Support Facility, OSF) — место, где работают, а с недавних пор и живут астрономы, — построили в 30 километрах от плато, на высоте 3000 км. На самом плато все-таки мало кислорода, и человек может отправиться туда только после медосмотра в OSF.

Для постройки ALMA в фирме Scheuerle Fahrzeugfabrik сконструировали два 28-колесных монстра-тягача, которых назвали в честь детей конструктора — Отто и Лора. Именно они поднимали антенны на пятикилометровую высоту.


Радиообсерватория ALMA

Тягач Отто. Фото © Y. Beletsky с сайта eso.org


Однако и после того, как всё оборудование было поднято, эти транспортные средства остаются постоянно при деле. Дело в том, что ALMA — это интерферометр, то есть можно наблюдать как на отдельных тарелках, так и на всех сразу.


Радиообсерватория ALMA

Радиообсерватория ALMA

Наблюдение на одной из антенн ALMA. Фото © Алексей Паевский


В случае наблюдения на нескольких тарелках сигнал «синтезируется», превращая несколько антенн в одну. При радиоинтерферометрии разрешающая способность системы зависит от базы — расстояния между интерферирующими антеннами. Так вот, в зависимости от условий наблюдения, антенны ALMA могут как собираться вместе на пятачке диаметром в 150 метров, так и разноситься на расстояние до 16 километров. В роли разносчиков и выступают тягачи.


Радиообсерватория ALMA

Радиообсерватория ALMA

Почти все антенны ALMA вместе. Фото © Алексей Паевский


Кроме антенн на плато есть и еще одна достопримечательность — здание коррелятора. Это второе по высокогорности нежилое рабочее здание мира, и здесь постоянно работают люди.


Радиообсерватория ALMA

Радиообсерватория ALMA

Вид из здания коррелятора. Фото © Алексей Паевский


В здании расположен суперкомпьютер — коррелятор, — который перерабатывает гигабайты поступающей от антенн информации и передает ее вниз на 3000 метров, в операционный центр.


Радиообсерватория ALMA

Радиообсерватория ALMA

Специализированный коррелятор ALMA, способный выполнять до 17 квадриллионов операций в секунду, объединяет все 66 антенн в единый радиоинтерферометр. Фото © Алексея Паевского


Полноценно обсерватория ALMA заработала совсем недавно, с марта 2013 года, и сразу же начала отрабатывать вложенные в нее ресурсы. Обсерватория «видит» холодный космос, протопланетные диски, космическую пыль и даже далекие объекты Солнечной системы. За время работы обсерватории уже было сделано немало открытий — от (предположительно) нового загадочного объекта на самом краю Солнечной системы до необычных протопланетных спиралей (см. Космическая спираль). Кроме этого, удалось в деталях рассмотреть «фабрику космической пыли», заработавшую после вспышки сверхновой SN 1987A в Большом Магеллановом облаке. Пыль образуется по мере остывания газа после взрыва за счет связывания атомов кислорода, углерода и кремния в холодных частях остатка.


Радиообсерватория ALMA

Радиообсерватория ALMA

Вверху — остаток сверхновой SN 1987A, наложение снимков в разных диапазонах спектра. Данные ALMA (радиодиапазон, красный цвет) показывают вновь образовавшуюся пыль в центре остатка. Данные телескопов «Хаббл» (видимый диапазон, зеленый цвет) и «Чандра» (рентгеновский диапазон, синий цвет) показывают распространение ударной волны. Фото с сайта almaobservatory.org


Ну а только что из Чили пришло важное известие: интерферометр ALMA подключился к еще более глобальной радиоинтерферометрической сети — Event Horizon Telescope (EHT), — которая начала наблюдения сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики. Участники этого проекта объединили в единую сеть сразу восемь радиотелескопов по всей Земле, превратив их в устройство, эквивалентное радиотелескопу диаметром с Землю (более 12 000 километров).

В проекте задействована 61 из 66 антенн ALMA, и для того, чтобы не просто собрать их воедино, а скоррелировать с другими телескопами проекта, специалистам из Массачусетского технологического института (MIT) пришлось не только написать новое программное обеспечение для коррелятора ALMA, но и поставить туда несколько «железок», в том числе и специальное записывающее устройство на основе мазера, которое будет записывать данные со скоростью 8 гигабит в секунду. Наблюдения радиоисточника Стрелец А (этот радиоисточник находится в созвездии Стрельца и с ним ассоциируют центр нашей Галактики) на длине волны 3 миллиметра продлятся до 15 апреля.

Фото © Алексей Паевский.

Алексей Паевский

13 сентябрь 2019 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Радиотелескоп FAST

2016-й год для радиоастрономов стал знаковым: в полку крупнейших радиотелескопов прибыло...

Кольцо Эйнштейна в радиодиапазоне

На этой фотографии совмещены два изображения, полученные на разных телескопах...

Астрономы впервые обнаружили протолунный диск вокруг экзопланеты

Используя самый мощный массив радиотелескопов Земли, астрономы сделали первые наблюдения околопланетного диска из газа и пыли, подобного тому, который породил луны Юпитера....

Впервые удалось обнаружить формирование экзопланеты на раннем этапе

Общую стоимость всех «драгоценностей» астероида, к которому NASA вскоре отправит экспедицию, оценили в 700 квинтиллионов долларов.

Непонятная дыра в селе Ишкинино

В 15 километрах от Гая на запад расположено село Ишкинино (Оренбургская область). Именно там, недалеко от селения в 2011 году и появилась аномалия, которая до сих пор будоражит умы. А заключалась
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Шугаринг: плюсы и минусыПреимущества матрасов MatroluxeОсобенности продвижения сайтаПульмонология, лечение в АвстрииКак рождаются самые мощные магниты во ВселеннойУпавший в Коста-Рике метеорит пахнет брюссельской капустойКак заменить реальный срок на ИТРРедчайший метеор: дневные Секстантиды