ALMA
W poszukiwaniu naszych kosmicznych korzeni
Wysoko na pustynnym płaskowyżu Chajnantor w Andach Chilijskich.
Jednym z najsuchszych miejsc na Ziemi.
Pośród wulkanów...
Pustynnych równin...
I srogich wiatrów...
ALMA — Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array — jest gotowa.
Astronomowie i naukowcy z całego świata
niecierpliwie oczekiwali tej chwili od dziesięcioleci.
ALMA jest największym astronomicznym projektem świata.
Ale nie jest zwyczajnym teleskopem.
Zamiast zbierać i analizować światło widzialne,
patrzy w innym, mało zbadanym obszarze widma.
Otwierając nowe okno na kosmos,
ALMA eksploruje jedną z ostatnich granic astronomii - zimny i odległy Wszechświat.
A wszystko to w poszukiwaniu odpowiedzi na najgłębsze pytania o nasze kosmiczne korzenie.
Jak powstały gwiazd i planety?
Jak powstały pierwsze galaktyki?
Płaskowyż Chajnantor w północnym Chile.
Pomimo - dosłownie! - zapierającej dech w piersiach wysokości 5000 m n.p.m.,
ALMA funkcjonuje.
W ciągu ostatnich ilku lat
ponad 50 anten zostało zainstalowanych na tej pustynnej równinie.
ALMA jest unikalnym, gigantycznym teleskopem budowanym
we współpracy pomiędzy Europą, Ameryką Północną, Azją Wschodnią i Chile.
66 najnowocześniejszych anten będzie obserwować Wszechświat
na falach milimetrowych i submilimetrowych
—tysiąc razy dłuższych niż fale widzialne.
To światło dociera do nas od najzimniejszych
i najdalszych obiektów we Wszechświecie.
Para wodna w atmosferze blokuje
te słabe szepty od ukrytego Wszechświata,
zatem aby je odbierać musimy stanąć bardzo wysoko i na suchym terenie
— takim jak Chajnantor.
Narodziny ALMA
Początki projektu ALMA sięgają dekad.
Naukowcy z Europy, Ameryki Północnej i Azji Wschodniej
opracowali trzy indywidualne koncepcje nowych, wielkich teleskopów
do obserwacji milimetrowych i submilimetrowych.
W końcu pomysły te połączono w jeden.
Wielka nauka wymaga wielkiej, globalnej współpracy.
Razem kraje mogą osiągnąć to czego nie zrealizują samotnie.
Całość jest większa niż suma poszczególnych części.
Projekt ALMA narodził się!
Poszukiwanie odpowiedniego miejsca
Nowy teleskop potrzebował domu,
uwagę przykuł Chajnantor.
Każdy z aspektów tego miejsca, od astronomicznych do meteorologicznych,
został solidnie przetestowany, a atmosferę monitorowano codziennie.
Wnioski: Chajnantor jest idealnym miejscem dla ALMA..
Kamień węgielny
Budowa rozpoczęła się w 2003 roku wmurowaniem
kamienia węgielnego dla obszaru operacyjnego ALMA.
Warunki na wysokości 5000 m n.p.m.
są bardzo ciężkie.
Silne wiatry.
Niska temperatura.
Intensywne promieniowanie ultrafioletowe.
I niezmiernie rzadka atmosfera.
Tak rzadka, że pracujący tutaj ludzie potrzebują dodatkowego tlenu
i muszą przejść rygorystyczne testy medyczne.
Wykuwanie narzędzi
Produkcja antena ALMA została podzielona
pomiędzy trzech partnerów ALMA.
Trzy prototypy zostały umieszczone w ośrodku testowym ALMA,
w miejscu Very Large Array w USA.
66 anten na wysoko położonym płaskowyżu to krytyczna część ALMA.
Ich duże czasze zbierają słabe fale milimetrowe z kosmosu.
Anteny te są naprawdę najnowocześniejsze.
Ich powierzchnie są dokładne aż do skali mniejszych niż grubość kartki papieru.
Mogą precyzyjnie się poruszać, aby wycelować w piłkę golfową odległą o 15 km.
I muszą przetrwać wystawione na działanie żywiołów na Chajnantor!
25 anten zostało dostarczonych przez Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO),
25 przez amerykańskie National Radio Astronomy Observatory,
a 16 przez National Astronomical Observatory of Japan.
W tym prawdziwie globalnym przedsięwzięciu,
elementy anten zostały skonstruowane w różnych miejscach na całym świecie
i wysłane do Chile w celu montażu.
i testów do Operations Support Facility,
gotowe do pierwszych obserwacji nieba.
Łączenie pierwszych anten
Pierwsza antena ALMA została zaakceptowana i wkrótce potem
dwie anteny udanie połączono razem.
Detektory w każdej z anten rejestrują najmniejsze niuanse
słabych sygnałów zbieranych przez czasze.
Detektory są najczulszymi w swojej klasie
i są chłodzone za pomocą gazu helowego
do zaledwie 4 stopni powyżej zera absolutnego.
Osiągając nowe szczyty
Pierwsze kompletne anteny w drodze
na Array Operations Site.
Dwa specjalnie zbudowane transportery — Otto i Lore —
przemieszczają 100-tonowe anteny.
Otto ostrożnie wspina się serpentyną drogi,
wioząc nowoczesną antenę
do jej docelowego miejsca na płaskowyżu.
Do pierwszej anteny wkrótce dołączyły kolejne.
Przewyższenie oczekiwań
Wykonano pierwsze obserwacje za pomocą dwóch,
a potem trzech połączonych anten.
Kluczowe testy dla sieci ALMA.
Wszystko zdane śpiewająco!
Fale milimetrowe i submilimetrowe
dają astronomom unikalne okno na Wszechświat.
Ale, aby dostrzec je wyraźnie,
pojedynczy teleskop musiałby
mieć kilometr średnicy (niemożliwe do zbudowania)!
Zamiast tego ALMA korzysta z 66 osobnych anten
rozmieszczonych na płąskowyżu
w odległościach do 16 km.
Anteny są połączone i ich sygnały przetwarzane razem.
Wynik: jeden gigantyczny teleskop tak szeroki, jak cała sieć,
obserwujący z niespotykaną czułością i rozdzielczością.
Aby wyłuskać sens z tych splecionych sygnałów
potrzeba najwyżej położonego na świecie superkomputera.
Ze 134 milionami procesorów,
wykonujących 17 biliardów operacji na sekundę
— tyle ile najszybsze superkomputery świata —
korelator ALMA, na Chajnantor,
łączy i porównuje sygnały od każdej z anten.
Gdy anten na Chajnantor przybywa,
Operations Support Facility, centrum kontrolne obserwatorium.
nabiera kształtów na nieco bardziej przyjaznej wysokości 2900 m n.p.m.
Praca wre.
Sterowanie teleskopem.
Testowanie anten i innego sprzętu.
Dom dla pracowników ALMA
podczas ich dziennych i nocnych zmian w obserwatorium.
Centralne biuro w Santiago
W stolicy Chile
zbudowano centralne biuro ALMA.
To tutaj pracuje personel techniczny,
naukowy i administracyjny.
Udowodnienie doskonałości
Jeszcze przed ukończeniem etapu budowy
rozpoczęły się pierwsze obserwacje naukowe
za pomocą częściowej sieci anten.
ALMA otworzyła swoje oczy!
Tysiące naukowców z całego świata
konkurowało, aby być wśród kilku szcześliwców, którzy skorzystają jako pierwsi z urządzenia.
Nawet tylko z 16 antenami
ALMA była najpotężniejszym teleskopem w swojej klasie.
Pierwsze obserwacje naukowe spełniły oczekiwania.
Galaktyki Anteny,
para zderzających się galaktyk o bardzo zaburzonych kształtach.
Światło widzialne może nam pokazać gwiazdy w galaktykach,
ale ALMA ukazuje obłoki zimnego, gęstego gazu,
z których rodzą się nowe gwiazdy.
Serce galaktyki Centaurus A.
ALMA patrzy przez pasma pyłu, które przesłaniają centrum.
Widok sąsiedniej gwiazdy Fomalhaut dostarcza wskazówek
jak powstają i ewoluują systemy planetarne.
Kosmiczne ziarna pyłu znalezione wokół brązowego karła
sugerują, że planety skaliste
mogą być jeszcze powszechniejsze we Wszechświecie niż przypuszczano.
Cząsteczki cukru po raz pierwszy dostrzeżone w pobliżu młodej,
podobnej do Słońca gwiazdy,
bloki budulcowe życia we właściwym miejscu i właściwym czasie,
aby stać się częścią nowych planet powstających w pobliżu gwiazdy.
Nieoczekiwana struktura spiralna w materii wokół starej gwiazdy R Sculptoris
ujawniła sekrety umierającej gwiazdy.
Olbrzymie strumienie gazu
przemieszczają się przez przerwę
w dysku materii otaczającym młodą gwiazdę.
Kluczowy etap w narodzinach olbrzymich planet,
zaobserwowany po raz pierwszy.
I to wszystko zanim jeszcze sieć została w pełni ukończona!
W stronę nowych horyzontów
Inauguracja ALMA świętuje jej pełnoletność.
Podróż była długa.
ALMA zmieniła się z idei
w projektu konstrukcyjny,
a potem w pełni działające obserwatorium,
i prawdziwie globalną współpracę naukową.
Na spokojnej i samotnie pięknej pustyni Atakama,
ALMA jest gotowa na przyszłość.
Za pomocą tego wspaniałego teleskopu
astronomowie z całego świata będą odkrywać
sekrety kosmosu.
W poszukiwaniu naszych kosmicznych korzeni!
ALMA
Dla wszystkich, których ciekawość skłania do zadawania największych pytań.
Tłumaczenie: Krzysztof Czart