Τo μεγάλο ALMA στο Σύμπαν

Πριν από λίγες ημέρες έγιναν τα επίσημα εγκαίνια του διαστημικού τηλεσκοπίου ALMA που βρίσκεται στην έρημο Ατακάμα, στη Χιλή. Πρόκειται για το ισχυρότερο επίγειο τηλεσκόπιο στον κόσμο, η λειτουργία του οποίου αναμένεται να ανοίξει νέους ορίζοντες στη διαστημική εξερεύνηση. Ας δούμε το προφίλ του νέου υπερ-τηλεσκοπίου, καθώς και τι λέει στο «Βήμα» ο μοναδικός Έλληνας αστρονόμος που εργάζεται εκεί.

Το ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) είναι ένα «πάρκο» ραδιοτηλεσκοπίων, μια συστοιχία που αποτελείται από 66 μεγάλα ραδιοτηλεσκόπια. Το νέο αστεροσκοπείο αποτελεί προϊόν συνεργασίας της Ευρώπης, των ΗΠΑ και της Ιαπωνίας. Βρίσκεται στην περιοχή Chajnantor στην έρημο Ατακάμα, που είναι η πιο ξηρή και άνυδρη περιοχή του πλανήτη και άρα ιδανική για διαστημικές παρατηρήσεις, αφού ο ουρανός είναι πάντα καθαρός από νεφώσεις και άλλα φυσικά εμπόδια. Τα τηλεσκόπια τοποθετήθηκαν σε ένα σημείο της περιοχής Chajnantor που βρίσκεται σε ύψος 5.000 μέτρων. Πρόκειται για το μεγαλύτερο υψόμετρο στο οποίο υπάρχει εγκατάσταση διαστημικής παρατήρησης πάνω στη Γη. Καθένα από τα ραδιοτηλεσκόπια διαθέτει μια κεραία με διάμετρο 12 μέτρων και ζυγίζει 100 τόνους. Το πρώτο τηλεσκόπιο τοποθετήθηκε το 2009 και το τελευταίο είναι προγραμματισμένο να τοποθετηθεί στα τέλη του 2013. Τα επίσημα εγκαίνια του ALMA έγιναν στις 13 Μαρτίου, αλλά το τηλεσκόπιο λειτουργεί από το 2011. Παρ' ότι δεν βρίσκεται ακόμη σε πλήρη ισχύ, έχει ήδη παρουσιάσει σημαντικά αποτελέσματα. Χαρακτηριστικό είναι ότι προτού καν ολοκληρωθεί η λειτουργία του τα στελέχη του ALMA έχουν δεχθεί περισσότερες από 1.000 αιτήσεις από επιστημονικές ομάδες για έρευνες και παρατηρήσεις.


Οι δυνατότητες

Το ALMA βλέπει το Σύμπαν σε μια περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος που βρίσκεται ανάμεσα στα μικροκύματα και στην υπέρυθρη ακτινοβολία.

Το αόρατο αυτό φως εκπέμπεται από κοσμικά νέφη και άλλα σώματα εξαιρετικά χαμηλής θερμοκρασίας - περίπου 10 με 50 βαθμούς Κελσίου πάνω από το απόλυτο μηδέν στους -273,15 βαθμούς. Το ALMA θα μπορέσει έτσι να μελετήσει τα ψυχρά και σκοτεινά νέφη αερίου από τα οποία σχηματίζονται νέα άστρα. Το μεγάλο πλεονέκτημα του ALMA είναι ότι μπορεί όχι μόνο να κάνει παρατηρήσεις στα βάθη του Σύμπαντος σε απόσταση πολλών δισεκατομμυρίων ετών φωτός από εμάς, αλλά και να παράγει εικόνες πολλαπλάσιας ευκρίνειας από εκείνες όχι μόνο των επίγειων αλλά και των διαστημικών τηλεσκοπίων.

Με την τοποθέτηση και του 66ου τηλεσκοπίου του, το ALMA θα μπορεί να παράγει εικόνες με ποιότητα δέκα φορές υψηλότερη από εκείνη του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble. Ταυτόχρονα, με τη χρήση του ALMA οι ερευνητές θα κερδίζουν πολύτιμο χρόνο, αφού με τη βοήθειά του θα μπορούν να ολοκληρώνουν μέσα σε διάστημα λίγων λεπτών παρατηρήσεις που με άλλα όργανα θα χρειάζονταν πολλές ώρες για να το επιτύχουν. Ετσι, το ALMA αναμένεται να συμβάλει αποφασιστικά στην προσπάθεια να σχηματίσουμε μια πιο καθαρή εικόνα για τη δημιουργία και την εξέλιξη του Σύμπαντος.


Η ελληνική «ματιά» του ALMA

Ο ερευνητής Θεόδωρος Νάκος σε υψόμετρο 5.000 μ., με φόντο τις κεραίες του ALMA

Επικοινωνήσαμε με τον Έλληνα αστρονόμο Θεόδωρο Νάκο που εργάζεται στο ALMA τα τελευταία δύο χρόνια και μας μίλησε για όσα περιμένουμε από αυτό.


Σε ποια φάση βρίσκεται αυτή τη στιγμή η εγκατάσταση;

«Αυτή τη στιγμή στο συμβολόμετρο συμμετέχουν 57 κεραίες. Η φάση κατασκευής του αστεροσκοπείου θα ολοκληρωθεί σε περίπου έξι μήνες από τώρα, όταν και οι 66 κεραίες θα έχουν συμπεριληφθεί στο συμβολόμετρο. Αν και τα εγκαίνια έγιναν πριν από λίγες ημέρες, εν τούτοις το τηλεσκόπιο έχει ξεκινήσει να λειτουργεί πριν από δύο χρόνια».

Ποια είναι τα πρώτα συμπεράσματα από τη λειτουργία του;

«Οι επιστημονικές παρατηρήσεις του ALMA ξεκίνησαν τον Σεπτέμβριο του 2011, όταν το συμβολόμετρο αποτελούνταν από περίπου 16 - 20 κεραίες. Με περίπου 1/4 - 1/3 του συνολικού αριθμού κεραιών, τα επιστημονικά αποτελέσματα του ALMA ξεπέρασαν οποιοδήποτε άλλο αστεροσκοπείο που παρατηρεί σε παρόμοιες συχνότητες. Για παρατηρήσεις που προηγουμένως χρειάζονταν ώρες για να πραγματοποιηθούν, 10 - 15 λεπτά με τις κεραίες του ALMA είναι αρκετά για να δώσουν αποτελέσματα καλύτερης ποιότητας, όχι μόνο από άποψη ευαισθησίας αλλά και από άποψη διακριτικής ικανότητας! Είναι λοιπόν προφανές ότι με την πλήρη ισχύ του (66 κεραίες) τα επιστημονικά αποτελέσματα θα προκαλέσουν μια πραγματική επανάσταση στην επιστημονική γνώση μας στις συγκεκριμένες συχνότητες».

Τι θα αναζητεί το ALMA στο Διάστημα;

«Οι επιστημονικές παρατηρήσεις που πραγματοποιούνται καλύπτουν ένα μεγάλο εύρος, από τη δημιουργία πλανητών και τη βαθύτερη κατανόηση της αστρικής εξέλιξης ως την ανίχνευση των πρώτων γαλαξιών στα πιο απομακρυσμένα σημεία του Σύμπαντος. Οι συχνότητες στις οποίες παρατηρεί το ALMA επιτρέπουν τη μελέτη φυσικών φαινομένων που παράγουν ενέργεια περίπου 1/1.000 (ένα χιλιοστό) της ενέργειας που αντιστοιχεί στο ορατό μέρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Αυτό σημαίνει ότι χάρη στις παρατηρήσεις με τις κεραίες του ALMA θα μπορέσουμε να κατανοήσουμε τους μηχανισμούς εκπομπής ενέργειας πολύ ψυχρών αντικειμένων, αλλά και την εκπομπή που προέρχεται από ουράνια σώματα τα οποία περιέχουν συγκεντρώσεις σκόνης και αερίων σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες - ενέργεια που δεν μπορεί να ανιχνευθεί με οπτικά τηλεσκόπια. Μέχρι στιγμής έχουν δημοσιευθεί περίπου 30 επιστημονικές δημοσιεύσεις βασισμένες σε δεδομένα που έχουν συλλεγεί με το ALMA».

Σε ποιον τομέα του αστεροσκοπείου εργάζεστε;

«Είμαι ένας από τους αστρονόμους που "τεστάρουν" τις κεραίες, στις 3.000 μέτρα, για να ελέγξουμε αν κάθε κεραία πληροί τις προδιαγραφές (φόρμα της παραβολοειδούς επιφανείας, ακρίβεια στόχευσης, ανταπόκριση όσον αφορά την κίνηση της κεραίας σε σχέση με τις επιθυμητές συντεταγμένες, λειτουργία των ηλεκτρονικών συστημάτων, συμπεριλαμβανομένων των διαφόρων δεκτών κ.λπ.), προτού η κάθε κεραία μεταφερθεί στις 5.000 μέτρα, για να συμπεριληφθεί στο συμβολόμετρο. Ελπίζω ωστόσο στο μέλλον να μπορέσω να συμμετάσχω σε επιστημονικά προγράμματα σχετικά με τη μελέτη ενεργών πυρήνων γαλαξιών και quasars, συμπεριλαμβανομένων βαρυτικών φακών».


Αν σας δοθεί η δυνατότητα να πραγματοποιήσετε μια δική σας έρευνα με το ALMA, ποια θα είναι αυτή;

«Αν έχω αυτή τη δυνατότητα, θα επιθυμούσα να παρατηρήσω την περιοχή του ουρανού που αντιστοιχεί στο υπερ-βαθύ πεδίο που έχει παρατηρηθεί με το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble (Hubble Ultra Deep Field, HUDF). Αυτό το πεδίο περιέχει περίπου 10.000 γαλαξίες, και οι πιο απόμακροι από αυτούς δημιουργήθηκαν όταν η ηλικία του Σύμπαντος ήταν μεταξύ 400 και 800 εκατομμυρίων χρόνων. Παρατηρήσεις στις συχνότητες του ALMA θα μας επιτρέψουν να αποκτήσουμε μια συμπληρωματική εικόνα του Σύμπαντος όταν ήταν σε βρεφική ηλικία, ώστε να βελτιώσουμε τις προσομοιώσεις που προσπαθούν να αναπαραγάγουν την εξελικτική πορεία του Σύμπαντος από τη δημιουργία του ως τώρα. Τέτοια δεδομένα δεν ήταν εφικτό να ληφθούν ως τώρα, λόγω της έλλειψης διακριτικής ικανότητας των υπαρχόντων τηλεσκοπίων, αλλά και του υπερβολικά μεγάλου αριθμού ωρών παρατήρησης που θα απαιτούνταν».

Πηγή: Βήμα