Pressemitteilung

Erstes Licht für Band 5 bei ALMA

Neue Empfänger verbessern die Möglichkeit von ALMA im Universum nach Wasser zu suchen

21. Dezember 2016

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 [1].

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 [2].

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 [3]. 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.“

Endnoten

[1] Eine entscheidende Spektrallinie von Wasser liegt in diesem erweiterten Bereich – bei einer Wellenlänge von 1,64 Millimetern.

[2] Die Beobachtungen wurden vom ALMA Extension of Capabilities-Team in Chile ermöglicht und durchgeführt.

[3] Die Wissenschaftler des ESO Band 5 Science Verification-Teams sind: Elizabeth Humphreys, Tony Mroczkowski, Robert Laing, Katharina Immer, Hau-Yu (Baobab) Liu, Andy Biggs, Gianni Marconi und Leonardo Testi. Das Team, das an der Datenverarbeitung arbeitete: Tobia Carozzi, Simon Casey, Sabine König, Ana Lopez-Sepulcre, Matthias Maercker, Iván Martí-Vidal, Lydia Moser, Sebastien Müller, Anita Richards, Daniel Tafoya und Wouter Vlemmings.

Weitere Informationen

Das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ist eine internationale astronomische Einrichtung, die gemeinsam von der ESO, der US-amerikanischen National Science Foundation (NSF) der USA und den japanischen National Institutes of Natural Sciences (NINS) in Kooperation mit der Republik Chile betrieben wird. Getragen wird ALMA von der ESO im Namen ihrer Mitgliedsländer, von der NSF in Zusammenarbeit mit dem kanadischen National Research Council (NRC), dem taiwanesischen National Science Council (NSC) und NINS in Kooperation mit der Academia Sinica (AS) in Taiwan sowie dem Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).

Bei Entwicklung, Aufbau und Betrieb ist die ESO federführend für den europäischen Beitrag, das National Radio Astronomy Observatory (NRAO), das seinerseits von Associated Universities, Inc. (AUI) betrieben wird, für den nordamerikanischen Beitrag und das National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) für den ostasiatischen Beitrag. Dem Joint ALMA Observatory (JAO) obliegt die übergreifende Projektleitung für den Aufbau, die Inbetriebnahme und den Beobachtungsbetrieb von ALMA.

Die Europäische Südsternwarte (engl. European Southern Observatory, kurz ESO) ist die führende europäische Organisation für astronomische Forschung und das wissenschaftlich produktivste Observatorium der Welt. Getragen wird die Organisation durch 16 Länder: Belgien, Brasilien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Großbritannien, Italien, die Niederlande, Österreich, Polen, Portugal, Spanien, Schweden, die Schweiz und die Tschechische Republik. Die ESO ermöglicht astronomische Spitzenforschung, indem sie leistungsfähige bodengebundene Teleskope entwirft, konstruiert und betreibt. Auch bei der Förderung internationaler Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Astronomie spielt die Organisation eine maßgebliche Rolle. Die ESO verfügt über drei weltweit einzigartige Beobachtungsstandorte in Chile: La Silla, Paranal und Chajnantor. Auf dem Paranal betreibt die ESO mit dem Very Large Telescope (VLT) das weltweit leistungsfähigste Observatorium für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren Lichts und zwei Teleskope für Himmelsdurchmusterungen: VISTA, das größte Durchmusterungsteleskop der Welt, arbeitet im Infraroten, während das VLT Survey Telescope (VST) für Himmelsdurchmusterungen ausschließlich im sichtbaren Licht konzipiert ist. Die ESO ist einer der Hauptpartner bei ALMA, dem größten astronomischen Projekt überhaupt. Auf dem Cerro Armazones unweit des Paranal errichtet die ESO zur Zeit das European Extremely Large Telescope (E-ELT) mit 39 Metern Durchmesser, das einmal das größte optische Teleskop der Welt werden wird.

Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsländern (und einigen weiteren Staaten) vertreten sind. Deutscher Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie in Heidelberg.

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• Fotos von ALMA

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European ALMA Programme Scientist, ESO
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6541
E-Mail: ltesti@eso.org

Robert Laing
ESO ALMA Scientist
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6625
E-Mail: rlaing@eso.org

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
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Markus Nielbock (Pressekontakt Deutschland)
ESO Science Outreach Network und Haus der Astronomie
Heidelberg, Deutschland
Tel: +49 6221 528-134
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