Радиотелескоп ALMA сможет искать воду во Вселенной

На гигантской антенной решетке миллиметрового и субмиллиметрового диапазона ALMA (The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) в Чили начаты наблюдения в новом диапазоне электромагнитного спектра. Это стало возможным благодаря установке на антеннах новых приемников, способных регистрировать радиоволны с длиной от 1,4 до 1,8 миллиметра. Теперь астрономы смогут регистрировать слабые сигналы, связанные с наличием молекул воды в окружающей нас области Вселенной, сообщается в пресс-релизе Европейской Южной обсерватории.

Телескоп ALMA принимает приходящие из глубин Вселенной радиоволны, то есть излучение в низкоэнергетической части электромагнитного спектра. С установкой новых приемников «полосы 5» (Band 5) в область чувствительности ALMA попадает еще один диапазон радиоволн, что создает многообещающие наблюдательные возможности. Леонардо Тести (Leonardo Testi), руководитель программ ALMA от Европы (The European Programme Scientist), так объясняет значение происшедших изменений: «Новые приемники сделают гораздо более легкой регистрацию молекул воды, присутствие которых, насколько нам известно, является предварительным условием существования жизни – как в Солнечной системе, так и в более удаленных областях нашей галактики, да и вне ее. Кроме того, в этой полосе распространяется и излучение ионизованного углерода, приходящее к нам из ранней Вселенной»

Наблюдения в этом спектральном диапазоне возможны прежде всего благодаря уникальному местоположению телескопа ALMA – на высоте 5000 метров над уровнем моря на пустынном высокогорном плато Чахнантор в Чили. Из-за того, что в атмосфере Земли есть вода, при наблюдениях из обсерваторий, расположенных на меньших высотах и в местностях с большей влажностью воздуха, гораздо труднее выделить сигнал, связанный именно с космической, а не атмосферной водой. Огромная чувствительность и высокое угловое разрешение ALMA позволяют регистрировать на этих длинах волн даже очень слабые сигналы из ближней Вселенной. В этом диапазоне на волне 1,64 мм находится полоса, являющаяся ключевым спектральным признаком наличия воды.

Приемник «полосы 5», построенный группой разработки приемников Group for Advanced Receiver Development (GARD) в Космической обсерватории Онсала (Оnsala Space Observatory) и Техническом университете Чалмерса в Швеции, уже был испытан на телескопе APEX в составе инструмента SEPIA. Эти наблюдения были использованы и для выбора объектов первых тестовых наблюдений с приемниками Band 5 на ALMA.

Первые приемники «полосы 5» были изготовлены и доставлены на ALMA в первой половине 2015 года консорциумом в составе Нидерландской исследовательской астрономической школы NOVA (Netherlands Research School for Astronomy) и GARD при участии Национальной радиоастрономической обсерватории NRAO (National Radio Astronomy Observatory), установившей локальный осциллятор. Сейчас все приемники смонтированы на антеннах ALMA и готовятся астрономами к регулярной эксплуатации.

С новыми приемниками были выполнены пробные наблюдения нескольких объектов, в том числе сталкивающихся галактик Arp 220, гигантской области звездообразования вблизи центра нашей Галактики Млечного Пути и красной звезды-сверхгиганта с пылевой оболочкой, приближающейся к концу своей эволюции и взрыву в виде сверхновой.

К обработке полученных данных и проверке их качества астрономы привлекли технических специалистов из ESO и Европейского регионального центра ALMA (European ALMA Regional Centre, ARC), собравшихся в Космической обсерватории Онсала в Швеции в рамках программы «Band 5 Busy Week», организованной Nordic ARC node. Окончательные результаты обработки данных выложены в открытый доступ для использования мировым астрономическим сообществом.

Участник этой работы Роберт Лайнг (Robert Laing) из ESO с оптимизмом смотрит на перспективы наблюдений с ALMA в «полосе 5»: «Даже с ограниченным числом антенн получены прекрасные первые результаты наблюдений на ALMA Band 5. Высокая чувствительность и угловое разрешение, обеспечиваемые полным комплектом антенн решетки ALMA, позволят детально исследовать на присутствие воды самые разнообразные объекты: образующиеся и проэволюционировавшие звезды, межзвездную среду и области, близкие к сверхмассивным черным дырам».