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Migliorare ALMA per sviluppare una nuova scienza

05 Giugno 2012

Prima ancora che ne venga completata la costruzione, il nuovo telescopio ALMA - Atacama Large Millimeter / submillimeter Array - si sta imbarcando in un aggiornamento che aiuterà gli astronomi a esplorare le galassie primordiali e la ricerca di acqua in altri sistemi planetari. Il consiglio di sorveglianza di ALMA ha autorizzato la progettazione e la costruzione di un ulteriore gruppo di ricevitori con prestazioni allo stato dell’arte, che permetteranno al telescopio di accedere a una porzione dello spettro di luce che attualmente non può essere studiato.

ALMA è il progetto astronomico più grande del mondo e questo nuovo potente impianto sulla piana di Chajnantor in Cile sta dando agli astronomi uno spaccato di come l’Universo e le sue galassie si siano evoluti dal Big Bang e di come le stelle e i sistemi planetari si sono formati nella nostra galassia. Anche se soltanto la metà delle 66 antenne totali previste sono installate presso il sito in alta quota nel nord del Cile (vedi ann12035), ALMA è già operativo ed effettua osservazioni scientifiche con una schiera parziale (vedi per esempio eso1137 e eso1216).

ALMA osserva l'Universo in onde radio: luce invisibile ai nostri occhi. I segnali estremamente deboli provenienti dallo spazio sono intercettati dalle antenne di ALMA e focalizzati sui ricevitori che trasformano la radiazione debole in un segnale elettrico. I nuovi ricevitori di "Banda 5" saranno in grado di rivelare la radiazione elettromagnetica di lunghezze d’onda comprese tra 1,4 e 1,8 millimetri (211 e 163 GHz), una delle bande dello spettro a cui l'atmosfera terrestre è parzialmente trasparente, permettendo alla luce di raggiungere le antenne di ALMA.

I nuovi ricevitori sono stati originariamente progettati, sviluppati e costruiti dal gruppo Onsala Space Observatory Advanced Receiver Development con sede presso la Chalmers University of Technology di Göteborg in Svezia, in collaborazione con il Rutherford Appleton Laboratory del Regno Unito e l'ESO, nel quadro del programma FP6 (Miglioramento di ALMA) finanziato dalla Commissione Europea (CE), a partire dal 2006. Sei di questi ricevitori sono stati costruiti in base alla commessa FP6 e consegnati a ALMA (vedi ann1098).

Nel corso dei prossimi cinque anni tutte le 66 antenne di ALMA saranno dotate di questi nuovi ricevitori. Per fare questo si rende necessaria la costruzione di altre 67 unità, compresi i ricambi. Queste saranno fornite dall'Europa con i contributi provenienti dagli Stati Uniti. L'ESO (European Southern Observatory) gestirà il contratto per i ricevitori a raffreddamento criogenico e supervisionerà il loro sviluppo. Il leader del consorzio sarà NOVA, la scuola di ricerca per l'astronomia nei Paesi Bassi. I ricevitori saranno fabbricati da NOVA, in collaborazione con il gruppo di sviluppo avanzato Onsala Space Observatory. In Nord America, il National Radio Astronomy Observatory (NRAO) costruirà gli oscillatori ad alta precisione che consentiranno di sintonizzare i ricevitori, in modo tale che le uscita da tutte le antenne possono essere combinate per formare immagini ad alta risoluzione.

I ricevitori saranno utilizzati per studiare alcune delle galassie più giovani dell'Universo e ci aiuteranno a capire come si sono formate le prime stelle. Saranno anche in grado di incrementare le capacità degli astronomi nel misurare la presenza di acqua - una molecola essenziale per la vita - nei dischi polverosi dove si ritiene che si formino i pianeti e nelle atmosfere dei pianeti e delle comete nel nostro Sistema Solare. L'acqua nello spazio può essere difficile da misurare con precisione a causa degli elementi di confusione generati dall’osservazione attraverso il vapore acqueo presente nell'atmosfera terrestre. Il modo in cui i ricevitori in Banda 5 di ALMA sono in grado di misurare l’acqua riduce alcune di queste difficoltà.

La decisione di finanziare questo miglioramento di ALMA, addirittura prima che il telescopio sia stato completato, è stata presa dalla Dirigenza di ALMA nell’Aprile 2012. Il 9 maggio 2012, la decisione è stata approvata dal Comitato Finanziario dell'ESO. L'aggiornamento dovrebbe essere completato nel 2016.

ALMA, un osservatorio astronomico internazionale, è una partnership tra Europa, Nord America e Asia orientale, in cooperazione con la Repubblica del Cile. La costruzione di ALMA e le operazioni sono condotte per conto dell’Europa dall’ESO, per conto del Nord America dal National Radio Astronomy Observatory (NRAO) e per conto dell’Asia orientale dalla National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). Il Gruppo Osservatorio ALMA (JAO) funziona da guida unificata per la gestione della costruzione, messa in servizio e il funzionamento di ALMA.

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Immagini

Uno dei ricevitori di Banda 5 di ALMA
Uno dei ricevitori di Banda 5 di ALMA
Una cartuccia a caldo di ALMA (WCA)
Una cartuccia a caldo di ALMA (WCA)
Chip di amplificatore di potenza per cartuccia a caldo di ALMA
Chip di amplificatore di potenza per cartuccia a caldo di ALMA