ALMA, büyük bir grup oluştur, derin uzaya bak
Şubat 2020'de gizemli bir "renkli Doppler" albümü birçok gökbilimcinin coşkusunu ateşledi. Orion'un moleküler bulutunda, yeni nesil yıldızların embriyonik dönemlerinde gezegenin "yere düşmesine" nasıl özenle hazırlandıklarını fısıldadı. Ve resimdeki mavi resim üzerinde işaretlenen dört harf "ALMA" birçok insanı tanıdık hissettiriyor. EVET! Kara delik fotoğrafları! Nisan 2019'da, insanlık tarihindeki ilk kara delik fotoğrafı doğduğunda, öyle görünüyordu. "Donut" un getirdiği görsel etkide, pipayı yarı gizli tutmaya devam ediyordu ~
Öyleyse, ALMA tam olarak nedir? Özel olan ne? Ne yapabilir? Bugün bu soruları yanınıza alalım, perde arkasındaki bu kahramanın gizemini ortaya çıkaralım ve gerçek yüzüne bir göz atalım ...
Gizemli "renkli Doppler ultrason", ALMA bilimsel başarı haritası | Kaynak: ALMA
ALMA nedir? Dostlar olmadan teleskop dizisine "Boğa" ...
ALMA, "Alma" olarak telaffuz edilir, tam adı "Atacama Büyük Milimetre / milimetre altı Dizisi" (Atacama Büyük Milimetre / milimetre altı Dizisi), Şili'nin kuzeyindeki Atacama Çölü'ndeki Chajnantor Platosu'nda yer alır. üzerinde. Kuru havası ve seyrek nüfuslu insanlarıyla deniz seviyesinden 5.000 metre yükseklikte olup, iç kısımdaki en iyi milimetre dalga / milimetre altı dalga yer gözlem koşulları ile tüm dünyada astronomik gözlem için mükemmel bir yer olarak kabul edilmektedir. ALMA, dört kıtanın başyapıtıdır: Avrupa, Kuzey Amerika ve Doğu Asya tarafından ortaklaşa inşa edilmiş ve Güney Amerika'da Şili'ye yerleştirilmiştir. 2003 yılında temel atıldı ve resmi olarak Mart 2013'te kullanıma açıldı. "On yılda bir kılıç" olarak tanımlanabilir.
ALMA Popular Science Comics | Kaynak: Purple Mountain Gözlemevi
ALMA şu anda dünyanın en büyük radyo astronomi gözlem cihazıdır ve 12 metrelik açıklığa sahip 54 anten ve 7 metrelik açıklığa sahip 12 anten de dahil olmak üzere 66 parabolik antenden oluşan bir parazit dizisidir. Gücü esas olarak iyi "gözlerinden" gelir: yüksek uzaysal çözünürlük ve geniş ışık toplama alanı. ALMA, 66 anteni birleştirmek için bir dizi formunu akıllıca kullanır (girişim) Antenler arasındaki mesafe, en kısa çalışma dalga boyuna sahip uzayda 16 kilometre çapında tek bir antene eşdeğer bir uzamsal çözünürlük elde ederek 16 kilometre uzunluğundadır. Çözünürlük Hubble'dan yaklaşık 10 kat daha yüksektir. 66 anten aynı anda sinyal toplayarak milimetre dalga / milimetre altı dalga teleskopunu en geniş ışık toplama alanına sahip yapar ve bu da daha sönük sinyalleri görebilir.
ALMA, "aynadan" görmeyin, gerçekten karanlık gecede milimetrik dalga / milimetre altı dalga gökbilimcilerin en parlak gözleri haline geliyor.
ALMA kompozisyon diyagramı | Kaynak: Purple Mountain Gözlemevi
ALMA'yı özel kılan nedir? Milimetre dalga / milimetre altı dalga ...
Adından da anlaşılacağı gibi, ALMA'nın çalışma bandı "milimetre dalga / milimetre altı dalga" özelliğidir. Bu bant elektromanyetik spektrumdaki en kısa radyo bandında yer almaktadır.Teknik olarak en zor bant ve saha koşulları için en zorlu astronomik gözlem bandıdır. Öyleyse gökbilimciler neden farklı dalga bantlarında keşfediyor ve araştırma yapıyor? Ana sebep, evrendeki gök cisimleri veya maddenin ürettiği radyasyonun farklı olmasıdır. Bazıları belirli bir dalga boyu aralığına düşecek ve yalnızca bu dalga boyu aralığında çalışan teleskoplar bunları algılayabilir; bazıları birden çok bantta algılayabilir, ancak sunulan görüntüler çok farklıdır.Çok bantlı ortak araştırmalar daha ayrıntılı olabilir Anlamak için.
Aynı galaksinin farklı dalga bantlarındaki görünümü | Kaynak: Chandra
Ünlü "China Sky Eye (FAST)" ve "Hubble Uzay Teleskobu" ile ALMA arasındaki farklardan biri farklı bantlarda yatmaktadır. FAST ve ALMA aynı radyo bandına aittir, ancak FAST'ın dalga boyu daha uzundur; Hubble Uzay Teleskobu, görünür ve morötesi bantlarda çalışır. ALMA'nın bulunduğu milimetrik dalga / milimetre-altı dalga bandının en büyük özelliği, kozmik toza nüfuz edebilmesi ve astronomların tozla engellenen evrenin daha önceki durumunu daha iyi anlamasına olanak sağlamasıdır.
Elektromanyetik spektrum diyagramı | Kaynak: Purple Mountain Gözlemevi
ALMA'nın mevcut çalışma bandı 0,32-3,6 mm'yi kapsar ve ilgili frekans aralığı yaklaşık 80-950GHz'dir (G: 109). Yarı iletken alıcı teknolojisi kullanılarak halen geliştirilmekte olan birinci ve ikinci bantlar dışında, şu anda çalışmakta olan sekiz bandın tümü yüksek hassasiyetli süper iletken alıcı teknolojisini kullanır, yani: süper iletken tünel bağlantısı (SIS: Süperiletken-İzolatör-Süperiletken) karıştırma . Bunların arasında üçüncü ve altıncı gruplar Kuzey Amerika tarafından geliştirildi; dördüncü, sekizinci ve onuncu gruplar Japonya tarafından geliştirildi; beşinci, yedinci ve dokuzuncu gruplar Avrupa tarafından geliştirildi.
ALMA çalışma bandı dağıtımı ve araştırmaya genel bakış | Kaynak: Purple Mountain Gözlemevi
Geçen yılki sansasyonel kara delik fotoğrafları birçok arkadaşa Event Horizon Telescope (EHT) hakkında bilgi veriyor. EHT'nin tartışmasız bir numaralı kahramanı ALMA. Ve kara deliğin fotoğraflarını çekecek kadar şanslı olan ALMA'nın altıncı çalışma bandıydı (1.3mm / 230GHz).
ALMA'nın erken inşaat aşamasında, Purple Mountain Gözlemevi ekibi sekizinci ve onuncu bant süperiletken SIS alıcılarının araştırma ve geliştirmesine katıldı ve ALMA projesine temel teknolojilerle katkıda bulundu. Kara delik fotoğraf çekimi için bir sonraki plan büyük olasılıkla sekizinci banda (850m / 350GHz) düşecek. Kara deliğin daha net fotoğraflarını dört gözle bekleyelim ~~
ALMA ne yapabilir? Üflemek! Üflemek! Önümüzdeki yüksek enerji ...
ALMA, ruhlu bir teleskop dizisi olarak benzersiz bir gözlem kabiliyetine ve gözlem etkinliğine sahiptir. Ve savaş kıyafetlerini giydiği andan itibaren tüm dünyadaki gökbilimcileri hayal kırıklığına uğratmadı. Geçmişe dönüp baktığımızda, ALMA olağanüstü bilimsel performansıyla sayısız hayran kazandı. Özellikle son 3 yılda her yıl 200'e yakın bilimsel makale yayımlandı. ALMA web sitesindeki "keşifler" sayfasına tıkladığımızda, göz kamaştırıcı resimlerin eşlik ettiği büyük bir şok edici bilimsel başarılar ve yeni keşifler dalgası karşımıza çıktı.
Peki, ALMA neye bakabilir ...
ALMA, evrendeki en uzak varoluştan güneş sistemimize kadar kapsamlı bir genel bakışa sahiptir.
Yıldızların ve gezegenlerin oluşumu : Yıldızlar ve gezegenler soğuk gaz ve tozdan oluşan kara bulutlarda doğarlar Genel teleskoplar tozu geçemez ve sadece karanlık alanları görebilir. Milimetre dalga / milimetre altı dalga bandında, toz "şeffaf" hale gelir ve ALMA iç durumunu açıkça görebilir ve yeni nesil yıldızların doğuşuna tanık olabilir.
Kara deliklerin ve galaksilerin kökeni ve evrimi : ALMA, "zamanda geriye gidebilen" ve evrenin kenarına "geriye bakabilen" bir teleskoptur, böylece bize evrenin kökeni, süper kütleli kara delikler ve galaksilerin oluşumunun orijinal hikayesini anlatır. Aynı zamanda, bir yıldızın ömrü sona erdiğinde süpernova patlamasının ürettiği tozu da algılayarak yıldızın tüm yaşam sürecini daha iyi anlamamızı sağlar.
Kimyasal karmaşıklığın kökenleri : ALMA, yıldızlararası uzaydan oksijen, su, tuz, şeker ve bir dizi karmaşık organik molekülü başarıyla tespit etti. Evrendeki çeşitli karmaşık organik moleküller ve yaşamla ilgili maddeler milimetre dalga / milimetre altı dalga bandında görünür.ALMA, insanların kimyasal karmaşıklığın kökenini daha iyi keşfetmesini sağlayabilir.
...
Son olarak ALMA'nın getirdiği görsel şöleni paylaşalım, yıldızların ve denizin yolculuğunda el ele verelim ...
Üstte: ALMA'nın bazı bilimsel başarıları, (solda) Einstein'ın halkası; (ortada) karmaşık organik moleküller, genç yıldızların ilk gezegen disklerinde; (sağda) yeni doğan yıldızları, gezegenlerin beşiğini ve uydularını çevreleyen kar çizgileri bulunur. Alt: ALMA'nın genel resmi | Kaynak: ALMA
Referans malzemeleri:
1) https://www.almaobservatory.org/en/home/
2)
3) https://chandra.harvard.edu/photo/2002/0157/
4) Milimetre altı dalga radyo astronomi araştırması ve ALMA uluslararası işbirliği proje proje önerisi, Purple Mountain Gözlemevi, vb., 2004.10.
Kaynak: Purple Mountain Gözlemevi, Çin Bilimler Akademisi
