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Erstes Licht für Band 5 bei ALMA
Neue Empfänger verbessern die Möglichkeit von ALMA, im Universum nach Wasser zu suchen

Geschrieben am 21.12.2016 in Kategorie: Astronomie

Dank neuer Empfänger, die an den Antennenschüsseln des Observatoriums angebracht wurden, kann das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chile jetzt in einem neuen Bereich des elektromagnetischen Spektrums beobachten. Die neuen Empfänger können Radiowellen mit Wellenlängen zwischen 1,4 und 1,8 Millimeter erfassen – ein Bereich, der vorher von ALMA unberührt blieb. Die Aufrüstung ermöglicht es Astronomen, schwache Signale von Wasser im nahen Universum nachzuweisen.

ALMA beobachtet Radiowellen aus dem Universum im unteren Energiebereich des elektromagnetischen Spektrums. Mit den neu installierten Band-5-Empfängern blickt ALMA zukünftig auf einen ganz neuen Teil dieses Radiospektrums und schafft damit neue, interessante Beobachtungsmöglichkeiten.

Der europäische ALMA-Programmwissenschaftler Leonardo Testi erläutert dessen Bedeutung: „Die neuen Empfänger machen es in Zukunft wesentlich einfacher, Wasser aufzuspüren – eine Voraussetzung für das Leben, so wie wir es kennen, in unserem Sonnensystem und in weiter entfernten Regionen unserer Galaxie und darüber hinaus. Sie ermöglichen es ALMA außerdem, im primordialen Universum nach ionisiertem Kohlenstoff zu suchen.

Die einzigartige Lage von ALMA, 5000 Meter hoch auf dem unfruchtbaren Chajnantor-Plateau in Chile, macht eine solche Beobachtung überhaupt erst möglich. Da Wasser auch in der Erdatmosphäre vorhanden ist, haben Beobachter in weniger erhöhten und weniger ariden Umgebungen deutlich mehr Schwierigkeiten, den Ursprung der Emission aus dem Weltraum zu bestimmen. Die große Empfindlichkeit und die hohe Winkelauflösung von ALMA bewirken, dass auch schwache Signale von Wasser im nahen Universum bei dieser Wellenlänge abgebildet werden können.

Der von der Group for Advanced Receiver Development (GARD) am Onsala Space Observatory der Chalmers University of Technology in Schweden entwickelte Band-5-Empfänger wurde bereits mit dem SEPIA-Instrument des APEX-Teleskops getestet. Diese Beobachtungen waren auch entscheidend für die Auswahl geeigneter Zielobjekte der ersten Empfängertests mit ALMA.

Die ersten Empfänger wurden im ersten Halbjahr 2015 von einem Konsortium bestehend aus der Netherlands Research School for Astronomy (NOVA) und GARD in Zusammenarbeit mit dem National Radio Astronomy Observatory (NRAO), das den lokalen Oszillator zu dem Projekt beigetragen hat, gebaut und an ALMA ausgeliefert. Die Empfänger sind nun installiert und werden für den Einsatz vorbereitet.

Um die neu installierten Empfänger zu testen, wurden Beobachtungen von mehreren Objekten gemacht, darunter die kollidierenden Galaxien Arp 220, eine massereiche Sternentstehungsregion in der Nähe des Zentrums der Milchstraße sowie ein staubhaltiger roter Überriesenstern, der bald sein Lebensende erreicht haben und in einer Supernova-Explosion enden wird.

Um die Daten auszuwerten und ihre Qualität zu überprüfen, versammelten sich Astronomen zusammen mit technischen Spezialisten der ESO und des europäischen ALMA Regional Centre (ARC) am Onsala Space Observatory in Schweden für eine „Band 5 Busy Week“ des Nordic ARC Node. Die endgültigen Ergebnisse wurden gerade erst der weltweiten astronomischen Gemeinschaft zur Verfügung gestellt.

Teammitglied Robert Laing von der ESO ist optimistisch, was die Aussichten für die ALMA-Band-5-Beobachtungen betrifft: „Es ist sehr spannend, diese ersten Ergebnisse von ALMA Band 5 mit einer begrenzten Zahl von Antennen zu sehen. Die hohe Empfindlichkeit und Winkelauflösung der vollen Anordnung an ALMA-Antennen wird es uns ermöglichen, detaillierte Untersuchungen von Wasser in einem breiten Spektrum von Objekten durchzuführen, einschließlich entstehender und entwickelter Sterne, des interstellaren Mediums und der Regionen in der Nähe von supermassereichen Schwarzen Löchern.

Quelle

ESO - Europäische Südsternwarte
Die "Europäische Organisation für astronomische Forschung in der südlichen Hemisphäre" oder auch kurz "Europäische Südsternwarte" ist ein Forschungsinstitut mit verschiedenen Observatorien.

Webseite: https://www.eso.org

Das verschmelzende Galaxiensystem Arp 220 aus Sicht von ALMA und Hubble
Dieses Kompositbild zeigt eine neue ALMA-Band-5-Aufnahme des kollidierenden Galaxiesystems Arp 220 (in rot) über einem Bild des Hubble-Weltraumteleskops der NASA/ESA (blau/grün). Mit den neu installierten Band-5-Empfängern blickt ALMA zukünftig auf einen ganz neuen Teil dieses Radiospektrums, schafft damit neue, interessante Beobachtungsmöglichkeiten und verbessert die Möglichkeit des Teleskops im Universum nach Wasser zu suchen. Dieses Bild ist eines der ersten, beim dem das Band 5 verwendet wurde, und soll das wissenschaftliche Potential der neuen Empfänger beweisen.
© ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / NASA / ESA and The Hubble Heritage Team (STScI / AURA)
Band 5 -Empfänger für ALMA
Der Band 5-Empfänger integriert in das vordere Ende, zusammen mit allen anderen Bändern (3 bis 10).
© ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), N. Tabilo
Einer der Band 5-Empfänger für ALMA
Dieses Bild zeigt eines der ersten sechs Band 5-Empfängermudule, die für das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) gebaut wurden. Extrem schwache Signale aus dem Weltall werden durch die ALMA-Antennen gesammelt und auf die Empfänger fokussiert, die die schwache Strahlung dann in ein elektrisches Signal umwandeln. Die Band 5-Empfänger werden in der Lage sein, elektromagnetische Strahlung zwischen 1,4 und 1,8 Millimetern Wellenlänge zu nachzuweisen (das entspricht Frequenzen von 211 bis 163 Gigahertz). Die Empfänger wurden in Zusammenarbeit mit dem Rutherford Appleton Laboratory (Großbritannien) und der ESO von der Advanced Receiver Development-Gruppe am Onsala Space Observatory die an der Chalmers University of Technology in Göteborg (Schweden) beheimatet ist, im Rahmen des Förderprogramms FP6 (ALMA-Erweiterungen) der Europäischen Kommission seit 2006 konzipiert, entwickelt und als Prototyp gebaut.
© Space Observatory / Alexey Pavolotsky
Einer der Band 5-Empfänger für ALMA
Dieses Bild zeigt eines der ersten sechs Band 5-Empfängermudule, die für das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) gebaut wurden. Extrem schwache Signale aus dem Weltall werden durch die ALMA-Antennen gesammelt und auf die Empfänger fokussiert, die die schwache Strahlung dann in ein elektrisches Signal umwandeln. Die Band 5-Empfänger werden in der Lage sein, elektromagnetische Strahlung zwischen 1,4 und 1,8 Millimetern Wellenlänge zu nachzuweisen (das entspricht Frequenzen von 211 bis 163 Gigahertz). Die Empfänger wurden in Zusammenarbeit mit dem Rutherford Appleton Laboratory (Großbritannien) und der ESO von der Advanced Receiver Development-Gruppe am Onsala Space Observatory die an der Chalmers University of Technology in Göteborg (Schweden) beheimatet ist, im Rahmen des Förderprogramms FP6 (ALMA-Erweiterungen) der Europäischen Kommission seit 2006 konzipiert, entwickelt und als Prototyp gebaut. Die ersten Interferenzmuster von Band 5 wurden im Juli 2015 aufgezeichnet.
© Onsala Space Observatory / B. Billade

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