Bildnachweis: ESO
Die Arbeiter in Chile haben heute den Grundstein für den Bau des Atacama Large Millimeter Array (ALMA) gelegt - eines riesigen Radioteleskops aus 64 hochpräzisen Funkantennen. Die Fertigstellung von ALMA ist für 2012 geplant, aber Radioastronomen können 2007 damit beginnen, wenn einige der Antennen fertiggestellt sind. Mithilfe der Interferometrie werden die Funksignale der einzelnen 12-Meter-Schalen zu einem einzigen Radioteleskop mit einem Durchmesser von 14 Kilometern kombiniert. Unnötig zu erwähnen, dass Astronomen beim Betrachten des Funkspektrums viel tiefer in den Kosmos vordringen können.
Wissenschaftler und Würdenträger aus Europa, Nordamerika und Chile machen heute (Donnerstag, 6. November 2003) den ersten Spatenstich für das weltweit größte und empfindlichste Radioteleskop, das bei Millimeterwellenlängen betrieben wird.
ALMA - das „Atacama Large Millimeter Array“ - wird ein einzelnes Instrument sein, das aus 64 hochpräzisen Antennen besteht, die sich in der Region II von Chile im Distrikt San Pedro de Atacama am Altiplano Chajnantor auf 5.000 Metern über dem Meeresspiegel befinden. Die Hauptfunktion von ALMA wird darin bestehen, die rätselhaften kalten Regionen des Universums, die optisch dunkel sind und dennoch im Millimeterbereich des elektromagnetischen Spektrums hell leuchten, mit beispielloser Klarheit zu beobachten und abzubilden.
Das Atacama Large Millimeter Array (ALMA) ist eine internationale Astronomieeinrichtung. ALMA ist eine gleichberechtigte Partnerschaft zwischen Europa und Nordamerika in Zusammenarbeit mit der Republik Chile und wird in Nordamerika von der US National Science Foundation (NSF) in Zusammenarbeit mit dem National Research Council of Canada (NRC) und in Europa finanziert von der Europäischen Südsternwarte (ESO) und Spanien. Der Bau und Betrieb von ALMA wird im Auftrag Nordamerikas vom National Radio Astronomy Observatory (NRAO), das von Associated Universities, Inc. (AUI) verwaltet wird, und im Auftrag Europas von der ESO geleitet.
"ALMA wird ein großer Fortschritt für unsere Untersuchungen dieses relativ wenig erforschten Spektralfensters zum Universum sein", sagte Dr. Catherine Cesarsky, Generaldirektorin der ESO. „Da die ESO den europäischen Teil dieses ehrgeizigen und zukunftsorientierten Projekts leitet, werden die Auswirkungen von ALMA in weiten Kreisen auf unserem Kontinent spürbar sein. Gemeinsam mit unseren Partnern in Nordamerika und Chile freuen wir uns alle auf die wirklich herausragenden Möglichkeiten, die ALMA auch jungen Wissenschaftlern und Ingenieuren bietet. “
"Die US National Science Foundation arbeitet heute mit unserem nordamerikanischen Partner Kanada und dem European Southern Observatory, Spanien und Chile zusammen, um sich auf ein spektakuläres neues Instrument vorzubereiten", erklärte Dr. Rita Colwell, Direktorin der US National Science Foundation. "ALMA wird unsere Sicht des Universums mit" Augen "erweitern, die die verhüllten Mäntel des Weltraums durchdringen, durch die kein Licht eindringen kann."
Anlässlich dieses Spatenstichs wurde das ALMA-Logo enthüllt.
Wissenschaft mit ALMA
ALMA erfasst Millimeter- und Submillimeter-Strahlung aus dem Weltraum und erzeugt Bilder und Spektren von Himmelsobjekten, wie sie bei diesen Wellenlängen erscheinen. Dieser spezielle Teil des elektromagnetischen Spektrums, der weniger energetisch als sichtbares und infrarotes Licht und dennoch energiereicher als die meisten Radiowellen ist, ist der Schlüssel zum Verständnis einer Vielzahl grundlegender Prozesse, z. B. der Planeten- und Sternentstehung sowie der Entstehung und Entwicklung von Galaxien und Galaxienhaufen im frühen Universum. Von besonderem Interesse ist die Möglichkeit, Emissionen von organischen und anderen Molekülen im Weltraum nachzuweisen.
Die Millimeter- und Submillimeter-Strahlung, die ALMA untersuchen wird, kann die riesigen Staub- und Gaswolken durchdringen, die den interstellaren (und intergalaktischen) Raum bevölkern, und bisher verborgene Details über astronomische Objekte enthüllen. Diese Strahlung wird jedoch durch Luftfeuchtigkeit (Wassermoleküle) in der Erdatmosphäre blockiert. Um mit ALMA in diesem kritischen Teil des Spektrums zu forschen, benötigen Astronomen daher einen außergewöhnlichen Beobachtungsort, der sehr trocken und in sehr großer Höhe ist, wo die Atmosphäre darüber dünner ist. Ausgiebige Tests haben gezeigt, dass der Himmel über der hochgelegenen Chajnantor-Ebene in der Atacama-Wüste die unübertroffene Klarheit und Stabilität aufweist, die für effiziente Beobachtungen mit ALMA erforderlich sind.
ALMA-Betrieb
ALMA wird das höchstgelegene bodengestützte Vollzeitobservatorium der Welt sein und rund 250 Meter über dem Gipfel des Mont Blanc, Europas höchstem Berg, liegen.
Arbeiten in dieser Höhe sind schwierig. Um die Sicherheit der Wissenschaftler und Ingenieure von ALMA zu gewährleisten, werden die Operationen von der Operations Support Facility (ALMA OSF) aus durchgeführt, einer Verbindung in einer bequemeren Höhe von 2.900 Metern zwischen den Städten Toconao und San Pedro de Atacama.
Phase 1 des ALMA-Projekts, das Design und Entwicklung umfasste, wurde 2002 abgeschlossen. Der Beginn von Phase 2 erfolgte am 25. Februar 2003, als das European Southern Observatory (ESO) und die US National Science Foundation (NSF) eine unterzeichneten historische Vereinbarung zum Bau und Betrieb von ALMA, vgl. ESO PR 04/03.
Der Bau wird bis 2012 fortgesetzt; Erste wissenschaftliche Beobachtungen sind jedoch bereits ab 2007 mit einer Teilanordnung der ersten Antennen geplant. Mit der Installation der verbleibenden Antennen wird der Betrieb von ALMA bis 2012 schrittweise gesteigert. Das gesamte Projekt wird rund 600 Millionen Euro kosten.
Anfang dieses Jahres wählte der ALMA-Vorstand Professor Massimo Tarenghi, ehemals Manager des VLT-Projekts der ESO, zum ALMA-Direktor. Er ist zuversichtlich, dass er und sein Team Erfolg haben werden: „Wir haben vielleicht viel harte Arbeit vor uns“, sagte er, „aber wir alle im Team sind begeistert von diesem einzigartigen Projekt. Wir sind bereit, für die internationale astronomische Gemeinschaft zu arbeiten und ihnen rechtzeitig ein herausragendes Instrument zur Verfügung zu stellen, das wegweisende Forschungsprojekte in vielen verschiedenen Bereichen der modernen Astrophysik ermöglicht. “
Wie ALMA funktionieren wird
ALMA wird aus 64 hochpräzisen Antennen mit einem Durchmesser von jeweils 12 Metern bestehen. Die ALMA-Antennen können neu positioniert werden, sodass das Teleskop ähnlich wie das Zoomobjektiv einer Kamera funktioniert. Am größten wird ALMA 14 Kilometer breit sein. Auf diese Weise kann das Teleskop feinskalige Details astronomischer Objekte beobachten. In seiner kleinsten Konfiguration mit einem Durchmesser von ungefähr 150 Metern kann ALMA die großräumigen Strukturen derselben Objekte untersuchen.
ALMA fungiert als Interferometer (nach dem gleichen Grundprinzip wie das VLT-Interferometer (VLTI) bei Paranal). Dies bedeutet, dass die Signale aller Antennen (jeweils ein Antennenpaar) kombiniert werden, um ein Teleskop in der Größe des Abstands zwischen den Antennen zu simulieren.
Mit 64 Antennen generiert ALMA während der Beobachtungen 2016 einzelne Antennenpaare („Baselines“). Um diese enorme Datenmenge zu verarbeiten, wird ALMA auf einen sehr leistungsfähigen, spezialisierten Computer (einen „Korrelator“) angewiesen sein, der 16.000 Millionen Millionen (1,6 x 1016) Operationen pro Sekunde ausführen wird.
Derzeit werden zwei ALMA-Antennenprototypen am Standort Very Large Array der NRAO in der Nähe von Socorro, New Mexico, USA, strengen Tests unterzogen.
Internationale Zusammenarbeit
Für dieses ehrgeizige Projekt ist ALMA eine gemeinsame Anstrengung vieler Nationen und wissenschaftlicher Institutionen geworden. In Europa führt die ESO im Namen ihrer zehn Mitgliedsländer (Belgien, Dänemark, Frankreich, Deutschland, Italien, Niederlande, Portugal, Schweden, Schweiz und Vereinigtes Königreich) und Spanien. Japan könnte 2004 beitreten und das Projekt verbessern. Angesichts der Beteiligung Nordamerikas wird dies das erste wirklich globale Projekt der bodengestützten Astronomie sein, eine wesentliche Entwicklung angesichts der zunehmenden technologischen Raffinesse und der hohen Kosten für Astronomieanlagen an vorderster Front.
Das erste Submillimeter-Teleskop auf der südlichen Hemisphäre war das 15 m lange schwedische ESO-Submillimeter-Teleskop (SEST), das 1987 am ESO-Observatorium La Silla installiert wurde. Seitdem wurde es von Astronomen, hauptsächlich aus den ESO-Mitgliedstaaten, ausgiebig eingesetzt. SEST wurde nun außer Betrieb genommen und ein neues Submillimeter-Teleskop, APEX, steht kurz vor der Inbetriebnahme in Chajnantor. APEX, ein Gemeinschaftsprojekt der ESO, des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie in Bonn (Deutschland) und des Onsala-Weltraumobservatoriums (Schweden), ist eine mit den ALMA-Antennen vergleichbare Antenne.
Originalquelle: ESO-Pressemitteilung
