ΣΥΣΤΟΙΧΙΑ ΡΑΔΙΟΤΗΛΕΣΚΟΠΙΩΝ ALMA

Σημαντικές ανακαλύψεις πολύ πριν την πλήρη ανάπτυξη


Σε υψόμετρο 5.000 στις χιλιανές Ανδεις, σε ένα οροπέδιο της ερήμου Ατακάμα, εκεί που σχεδόν πάντα η υγρασία είναι χαμηλή και ο ουρανός καθαρός, άρχισε τη λειτουργία του πριν ένα μήνα, ένα πολύ σημαντικό ραδιοτηλεσκόπιο. Στην πραγματικότητα πρόκειται για μια συστοιχία ραδιοτηλεσκοπίων, που σε πλήρη ανάπτυξη με 64 κεραίες, θα είναι το μεγαλύτερο στη Γη, το ικανότερο να διεισδύσει βαθιά στα μυστήρια του σύμπαντος. Ηδη και με τα 16 ραδιοτηλεσκόπια (διαμέτρου 12 μέτρων το καθένα) - που είναι ο ελάχιστος αριθμός       ώστε η συστοιχία να λειτουργήσει σαν ένα τεράστιο ραδιοτηλεσκόπιο - οι επιστήμονες έχουν προχωρήσει σε σημαντικές ανακαλύψεις.

O υπερυπολογιστής της συστοιχίας ALMA είναι ένας από τους ισχυρότερους στον κόσμο, αφού διαθέτει 134 εκατομμύρια επεξεργαστές, που επιτρέπουν 17 τετράκις εκατομμύρια υπολογισμούς το δευτερόλεπτο. Θα συσχετίζει τα δεδομένα από τις κεραίες, έτσι που να συμπεριφέρονται σαν ένα πολύ μεγάλο ραδιοτηλεσκόπιο

Το σύνθετο ραδιοτηλεσκόπιο ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimiter Array) είναι αποτέλεσμα διεθνούς συνεργασίας 19 χωρών και μπορεί να ερευνήσει το σύμπαν στο τμήμα του φάσματος που βρίσκεται μεταξύ υπέρυθρου και ραδιοκυμάτων, δηλαδή την περιοχή με μήκος κύματος της τάξης χιλιοστού του μέτρου ή κλάσματος αυτού. Σε αντίθεση με τα οπτικά τηλεσκόπια που έχουν
γυαλιστερά κάτοπτρα, τα ραδιοτηλεσκόπια μοιάζουν με γιγάντιες παραλλαγές των γνωστών «πιάτων» λήψης δορυφορικών προγραμμάτων. Επειδή τα κύματα που ανακλώνται πάνω στη μεταλλική επιφάνεια των ραδιοτηλεσκοπίων έχουν 1.000 φορές μεγαλύτερο μήκος κύματος από εκείνα του ορατού φωτός, η επιφάνειά τους δε χρειάζεται να είναι τόσο λεία όπως των κατόπτρων. Ωστόσο, και τα ραδιοτηλεσκόπια του ALMA πρέπει να έχουν ακρίβεια κατασκευής 25 εκατομμυριοστών του μέτρου, με άλλα λόγια έχουν σχεδόν τέλειες ανακλαστικές επιφάνειες, που επιπλέον δεν παραμορφώνονται πέραν των ανοχών, ακόμα και υπό συνθήκες ισχυρών ανέμων και θερμοκρασιών που κυμαίνονται μεταξύ -20 και +20 βαθμών Κελσίου. Κάθε ραδιοτηλεσκόπιο μπορεί να στοχεύσει με γωνιακή ακρίβεια 0,6 δευτερολέπτων της μοίρας (ένα δευτερόλεπτο είναι 1/3.600 της μοίρας), δηλαδή με ακρίβεια στόχευσης σε μπαλάκι του πινγκ πονγκ που βρίσκεται σε απόσταση 15 χιλιομέτρων!
Οι κεραίες του ALMA δεν είναι σταθερά τοποθετημένες στο έδαφος, αλλά μπορούν να μετακινηθούν με τη βοήθεια ειδικών φορτηγών ανάμεσα στις προκατασκευασμένες βάσεις, έτσι που η διάταξη να παίρνει την κατάλληλη μορφή, ανάλογα με το αντικείμενο μελέτης των αστρονόμων. Τη σύνθεση των σημάτων, έτσι που να μοιάζει σα να προέρχονται από ένα και μοναδικό, γιγαντιαίο τηλεσκόπιο διαμέτρου 16 χιλιομέτρων (!), αναλαμβάνει ένας υπερυπολογιστής με 134 εκατομμύρια επεξεργαστές, ικανός για 17 τετράκις εκατομμύρια υπολογισμούς το δευτερόλεπτο. Η ισχύς αυτή επιτρέπει να κάνει την αρχική επεξεργασία σήματος των 2.016 δυνατών ζευγών κεραιών, στα οποία θα συνδυάζονται οι 64 κεραίες του συστήματος σε πλήρη ανάπτυξη. Το ειδικής κατασκευής μηχάνημα στοίχισε 11 εκατομμύρια δολάρια σε αντιδιαστολή με το 1 δισεκατομμύριο δολάρια που θα στοίχιζε η ίδια υπολογιστική ισχύς με χρήση συνηθισμένων προσωπικών υπολογιστών (PC). Για την ψύξη του χρειάστηκε διπλάσια ροή αέρα, καθώς στο υψόμετρο της Ατακάμα ο αέρας είναι πολύ αραιός, ενώ για τον ίδιο λόγο δε χρησιμοποιεί σκληρούς δίσκους, οι οποίοι δεν λειτουργούν σωστά σε συνθήκες χαμηλής ατμοσφαιρικής πίεσης. Τρίτη συνέπεια του αραιού αέρα είναι η δυσκολία εργασίας του ανθρώπου σε τέτοιες συνθήκες και γι' αυτό η κανονική λειτουργία του ALMA θα γίνεται από μακριά, από χαμηλότερο υψόμετρο.

Μια απλή μορφή σακχάρου, τη γλυκολαλδεΰδη-α, ανακάλυψε το ALMA στα αέρια γύρω από το άστρο IRAS 16293-2422, που μοιάζει με τον δικό μας Ηλιο (αλλά απέχει 400 έτη φωτός). Γλυκολαλδεΰδη έχει ανακαλυφθεί και άλλες φορές στο διαστρικό χώρο, αλλά πρώτη φορά τόσο κοντά σε ένα άστρο (απόσταση ανάλογη με την ακτίνα περιφοράς του πλανήτη Ουρανού). Η ανακάλυψη αυτή δείχνει ότι ορισμένες από τις ουσίες που είναι απαραίτητες για την εμφάνιση ζωής είναι δυνατό να προϋπάρχουν κατά το σχηματισμό πλανητών

Κατά τη μέχρι τώρα λειτουργία της ημιτελούς συστοιχίας, το ALMA πέτυχε μέσα σε μερικές ώρες να κάνει όσες παρατηρήσεις είχαν κάνει όλα τα μικρότερα παρόμοια ραδιοτηλεσκόπια την τελευταία δεκαετία, στο πλαίσιο μελέτης 100 πολύ μακρινών γαλαξιών, που εμφανίζουν μεγάλο ρυθμό αστρογένεσης. Εντόπισε για πρώτη φορά ουσία απαραίτητη για την εμφάνιση της ζωής (ένα απλό σάκχαρο) στα αέρια πολύ κοντά σε άστρο παρόμοιο με τον Ηλιο, στη ζώνη δηλαδή όπου μπορούν να σχηματιστούν πλανήτες. Αποκάλυψε ότι οι εξωπλανήτες γύρω από το άστρο Φομαλχότ είναι μικρότεροι απ' ό,τι είχε εκτιμηθεί από προηγούμενες παρατηρήσεις, έχουν δηλαδή μέγεθος λίγες φορές μεγαλύτερο από της Γης. Ανίχνευσε σχηματισμό άστρων κοντά στο κέντρο του Γαλαξία, εκεί όπου η υποτιθέμενη θηριώδης μαύρη τρύπα θεωρούνταν ότι θα απέτρεπε το φαινόμενο. Κατέγραψε την εισροή αερίων και σκόνης με τη μορφή ρευμάτων, από το νέφος που περιβάλλει ένα άστρο, προς δύο γιγαντιαίους εξωπλανήτες κατά τη φάση σχηματισμού τους. Ποιος ξέρει τι άλλες ανακαλύψεις θα προκύψουν, όταν το ALMA ολοκληρωθεί.

Τα ήδη εγκατεστημένα ραδιοτηλεσκόπια της συστοιχίας, με φόντο τον έναστρο ουρανό.

Η τοποθέτηση του 16ου ραδιοτηλεσκοπίου, που επέτρεψε την έναρξη λειτουργίας της συστοιχίας ALMA.

Πηγή: www.almaobservatory.org