НАУЧНАЯ МЫСЛЬ. ALMA – царь радиотелескопов!

Дорогие друзья! В рубрике "Научная мысль", ведет которую блогер @meskalinerush, мы планируем рассказывать вам о новостях из мира науки. Вселенная и космос, открытия и нанотехнологии станут чуть ближе и понятнее для нас. Мы говорим — чуть, потому что устройство вселенной настолько сложное, что мы можем постичь лишь ее небольшую часть. Но мы попробуем!
Если вы хотите участвовать в создании рубрики — пишите, пожалуйста, комментарии или обращайтесь в Телеграм к Дмитрию @meskalinerush или Наталье @ladyzarulem.

Оптическая астрономия – это лишь небольшая часть от общего объёма астрономических исследований.

Как вы уже знаете, есть оптические телескопы, которые наблюдают космос в видимом диапазоне электромагнитных волн. Но космические объекты излучают еще и в радиодиапазоне. Изучением космического радиоизлучения занимается радиоастрономия. О некоторых радиомаяках Вселенной мы узнали именно благодаря радиоастрономии. Это пульсары, квазары, радиогалактики. Для радиоастрономов особенно интересен участок диапазона миллиметровых и субмиллиметровых волн. В этом диапазоне излучают самые холодные объекты Вселенной – зарождающиеся звёзды, пылевые облака, молекулярные облака, объекты молодой Вселенной, которые к нашему времени уже значительно остыли! Изучение этого диапазона космических радиоволн позволит заглянуть в очень ранние периоды развития нашей Вселенной.

Чтобы заглянуть так далеко, нужен телескоп с очень большим разрешением, а значит, с очень большим диаметром, вплоть до нескольких километров. Технологически на Земле невозможно построить такой огромный телескоп. Но ученые нашли выход. Можно строить небольшие телескопы и объединять их в единую систему, массив, или, как говорят астрономы, в решетку. Тогда такой комплекс будет выполнять функцию одного огромного телескопа!
ALMA – это комплекс радиотелескопов, объединённых в единую функционирующую систему, предназначенную для наблюдения миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов космического излучения. На сегодняшний день это самый большой астрономический инструмент в мире.
ALMA разрабатывали специально для изучения явлений и процессов, происходивших в первые сотни лет после Большого взрыва. Сейчас с помощью этого комплекса наблюдают зарождающиеся и уже существующие планетные системы, места рождения звёзд – пылевые облака, изучаются объекты ранней Вселенной.
Построить данный научный комплекс было решено на высокогорном плато Чахнантор, что находится в пустыне Атакама, на севере Чили. Располагается это плато на высоте 5 000 метров над уровнем моря. Примерно в 20 километрах от комплекса ALMA возвышается вулкан Ликанкабур. Выбор такого экзотического места не случаен. Дело в том, что миллиметровое и субмиллиметровое излучение, за которым ведет наблюдение ALMA, чрезвычайно сильно поглощается водяным паром. Поэтому для строительства комплекса нужно было выбрать место с максимально низкой влажностью. Пустыня Атакама подошла как нельзя лучше. Это одно из самых засушливых мест на Земле. За последние четыре века здесь ни разу не выпадало большого количества осадков.

Вулкан Ликанкабур:

Изначально в проекте ALMA принимали участие две организации – Европейская южная обсерватория (ESO) и Национальная радиоастрономическая обсерватория США. Позже к проекту присоединились радиоастрономическая обсерватория Японии, а также партнеры из Тайваня и Чили.
Масштабы этого научного проекта действительно поражают. В составе комплекса работают 66 антенн! Из них 54 антенны имеют диаметр 12 метров, а остальные 12 антенн – 7 метров. Все антенны работают как единый гигантский радиоинтерферометр. Размер площадки, на которой расположены и перемещаются (да-да, эти антенны еще и возят с места на место) эти радиотелескопы, составляет примерно 16 километров. Перемещая антенны с минимального расстояния (150 метров) до максимального, ученые по сути имеют в своем распоряжении «зум», меняя который, можно получать разное разрешение телескопа. Четкость изображений в 10 раз выше, чем на фото с космического телескопа Хаббла. Объем данных, получаемых с комплекса, настолько велик, что для его обработки на ALMA установили специальный мощный суперкомпьютер – кореллятор. Эта машина выполняет целых 17 квадриллионов операций в секунду. Интересно, а сотрудники на нем криптовалюты не майнят случайно?

Коррелятор ALMA:

Антенны передвигают с помощью двух огромных тягачей. Сделаны они в Германии специально для проекта ALMA. Каждый тягач весит 130 тонн, в то время как одна антенна весит порядка 100 тонн. Размеры этих машин составляют: 20 метров в длину, 10 – в ширину и 6 – в высоту.

Сотрудники ALMA живут в Центре технической поддержки, который находится на 2000 метров ниже самого комплекса. Рабочая смена у работников длится не более 8 часов. А вот гостей и туристов допускают максимум на 2 часа. Все-таки 5 километров это большая высота, и не всякий может благополучно перенести перепад давления и уменьшение концентрации кислорода. В целях безопасности всех снабжают кислородными аппаратами.

Ниже можно посмотреть изображения, полученные с помощью ALMA.
Antennae Galaxies – пара взаимодействующих галактик в созвездии Ворона. Изображение скомбинировано с картинкой от Хаббла:

Протопланетный диск вокруг молодой звезды HL Tauri. На этом фото мы наблюдаем формирование планет. Возможно, через миллионы лет на какой-то из них появится жизнь.

Остатки сверхновой SN 1987A, расположенной в другой галактике, – Большом Магеллановом облаке! Изображение сделано из комбинации картинок, полученных с ALMA, Хаббла и рентгеновской обсерватории Чандра:

«Всевидящее око» - взаимодействующие галактики в созвездии Большого Пса. Комбинация изображений от Хаббла и ALMA.

Красный сверхгигант Бетельгейзе. Фото может показаться вам неинтересным, но, учитывая громадное расстояние до этой звезды (640 световых лет), это просто потрясающая фотография:

Ну, и напоследок еще несколько красивых фото с ALMA:

</a

Большую фотогалерею комплекса ALMA, а также изображений, сделанных с помощью него, вы сможете найти на сайте ESO, в разделе, посвященном этому проекту: ALMA

Ссылки на оригиналы использованных изображений:
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22