El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array ( ALMA ) es un interferómetro astronómico de 66 radiotelescopios en el desierto de Atacama en el norte de Chile , que observan radiación electromagnética en longitudes de onda milimétricas y submilimétricas . El conjunto se ha construido en la meseta de Chajnantor, a una elevación de 5.000 m (16.000 pies), cerca del Observatorio Llano de Chajnantor y del Experimento Pathfinder de Atacama . Esta ubicación fue elegida por su gran elevación y baja humedad , factores cruciales para reducir el ruido y disminuir la atenuación de la señal debido a la atmósfera terrestre. [1] ALMA proporciona información sobre el nacimiento de estrellas durante la era Estelífera temprana e imágenes detalladas de la formación local de estrellas y planetas. [2] [3]
ALMA es una asociación internacional entre Europa , Estados Unidos , Canadá , Japón , Corea del Sur , Taiwán y Chile . [4] Con un costo aproximado de 1.400 millones de dólares, es el telescopio terrestre más caro en funcionamiento. [5] [6] ALMA comenzó las observaciones científicas en la segunda mitad de 2011 y las primeras imágenes se publicaron a la prensa el 3 de octubre de 2011. El conjunto ha estado en pleno funcionamiento desde marzo de 2013. [7] [8]
El conjunto inicial de ALMA está compuesto por 66 antenas de alta precisión y opera en longitudes de onda de 3,6 a 0,32 milímetros (31 a 1.000 GHz). [9] El conjunto tiene una sensibilidad mucho mayor y una resolución más alta que los telescopios submilimétricos anteriores , como el telescopio de plato único James Clerk Maxwell o las redes de interferómetros existentes, como el Submillimeter Array o la instalación Plateau de Bure del Institut de Radio Astronomie Millimétrique (IRAM) .
Las antenas se pueden mover a través de la meseta desértica a distancias de 150 ma 16 km, lo que le dará a ALMA un poderoso "zoom" variable, similar en su concepto al empleado en el sitio Very Large Array (VLA) de longitud de onda centimétrica en Nueva York. México, Estados Unidos .
La alta sensibilidad se logra principalmente a través de la gran cantidad de antenas parabólicas que componen el conjunto.
Los telescopios fueron proporcionados por los socios de ALMA en Europa, América del Norte y Asia Oriental. Los socios americanos y europeos proporcionaron cada uno veinticinco antenas de 12 metros de diámetro, para un subtotal de cincuenta antenas, que componen el conjunto principal. Los países participantes de Asia Oriental están contribuyendo con 16 antenas (cuatro de 12 metros de diámetro y doce de 7 metros de diámetro) en forma de Atacama Compact Array (ACA), que forma parte del ALMA mejorado.
Al utilizar antenas más pequeñas que el conjunto principal de ALMA, se pueden obtener imágenes de campos de visión más grandes a una frecuencia determinada utilizando ACA. Colocar las antenas más juntas permite obtener imágenes de fuentes de mayor extensión angular. El ACA trabaja junto con la matriz principal para mejorar la capacidad de obtención de imágenes de campo amplio de esta última.
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ALMA tiene sus raíces conceptuales en tres proyectos astronómicos: el Millimeter Array (MMA) de Estados Unidos, el Large Southern Array (LSA) de Europa y el Large Millimeter Array (LMA) de Japón.
El primer paso hacia la creación de lo que se convertiría en ALMA se produjo en 1997, cuando el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) y el Observatorio Europeo Austral (ESO) acordaron llevar a cabo un proyecto común que fusionara el MMA y el LSA. La matriz fusionada combinó la sensibilidad del LSA con la cobertura de frecuencia y el sitio superior del MMA. ESO y NRAO trabajaron juntos en grupos técnicos, científicos y de gestión para definir y organizar un proyecto conjunto entre los dos observatorios con la participación de Canadá y España (este último se convirtió en miembro de ESO más tarde).
Una serie de resoluciones y acuerdos llevaron a la elección de "Atacama Large Millimeter Array", o ALMA, como nombre del nuevo conjunto en marzo de 1999 y a la firma del Acuerdo ALMA el 25 de febrero de 2003, entre las partes norteamericana y europea. . ("Alma" significa "alma" en español y "aprendido" o "conocedor" en árabe.) Luego de discusiones mutuas durante varios años, el Proyecto ALMA recibió una propuesta del Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ), mediante la cual Japón proporcionaría la ACA (Atacama Compact Array) y tres bandas receptoras adicionales para el conjunto grande, para formar ALMA Mejorado. Otras conversaciones entre ALMA y NAOJ condujeron a la firma de un acuerdo de alto nivel el 14 de septiembre de 2004 que convierte a Japón en participante oficial de ALMA mejorado, que se conocerá como Atacama Large Millimeter/submillimeter Array. El 6 de noviembre de 2003 se llevó a cabo una ceremonia de inauguración y se dio a conocer el logotipo de ALMA. [10]
Durante una etapa inicial de la planificación de ALMA, se decidió emplear antenas de ALMA diseñadas y construidas por empresas conocidas en América del Norte, Europa y Japón, en lugar de utilizar un solo diseño. Esto se debió principalmente a razones políticas. Aunque los proveedores han elegido enfoques muy diferentes, cada uno de los diseños de antena parece ser capaz de cumplir con los estrictos requisitos de ALMA. Los componentes diseñados y fabricados en toda Europa fueron transportados por la empresa especializada en logística aeroespacial y astroespacial Route To Space Alliance, [11] 26 en total que fueron entregados a Amberes para su posterior envío a Chile.
ALMA fue inicialmente una colaboración 50-50 entre el Observatorio Nacional de Radioastronomía y el Observatorio Europeo Austral (ESO) y luego se amplió con la ayuda de otros socios japoneses, taiwaneses y chilenos. [12] ALMA es el proyecto astronómico terrestre más grande y costoso, con un costo de entre 1.400 y 1.500 millones de dólares. [5] [13] (Sin embargo, varios proyectos de astronomía espacial, incluido el Telescopio Espacial Hubble , el Telescopio Espacial James Webb y varias sondas planetarias importantes, han costado considerablemente más).
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El complejo fue construido principalmente por empresas y universidades europeas, estadounidenses, japonesas y canadienses . Desde 2002 se han evaluado tres prototipos de antenas en el Very Large Array .
Associated Universities, Inc. contrató a General Dynamics C4 Systems y su división SATCOM Technologies para proporcionar veinticinco de las antenas de 12 m, [14] mientras que el fabricante europeo Thales Alenia Space proporcionó las otras veinticinco antenas principales [15] (en el mayor contrato industrial europeo jamás realizado en astronomía terrestre). Se contrató a la japonesa Mitsubishi Electric para ensamblar las 16 antenas de NAOJ. [16] [17] Las antenas fueron entregadas en el sitio desde diciembre de 2008 hasta septiembre de 2013. [18]
Transportar las antenas de 115 toneladas desde la Instalación de Apoyo a las Operaciones a 2900 m de altitud hasta el sitio a 5000 m, o mover las antenas alrededor del sitio para cambiar el tamaño del conjunto, presenta enormes desafíos; como se muestra en el documental televisivo Monster Moves: Mountain Mission . [19] La solución elegida es utilizar dos vehículos pesados autocargables personalizados de 28 ruedas . Los vehículos fueron fabricados por Scheuerle Fahrzeugfabrik [20] en Alemania y tienen 10 m de ancho, 20 m de largo y 6 m de alto, y pesan 130 toneladas. Están propulsados por motores diésel biturbo de 500 kW .
Los transportadores, que cuentan con un asiento del conductor diseñado para acomodar un tanque de oxígeno para ayudar a respirar el aire enrarecido a gran altitud, colocan las antenas con precisión en las almohadillas. El primer vehículo se completó y probó en julio de 2007. [21] Ambos transportadores fueron entregados al Centro de Apoyo a las Operaciones (OSF) de ALMA en Chile el 15 de febrero de 2008.
El 7 de julio de 2008, un transportador de ALMA movió una antena por primera vez, desde el interior del edificio de ensamblaje de antenas (Instalación de Montaje en Sitio) a una plataforma fuera del edificio para realizar pruebas (mediciones holográficas de la superficie). [22]
Durante el otoño de 2009, las primeras tres antenas fueron transportadas una por una al sitio de operaciones del Array. A finales de 2009, un equipo de astrónomos e ingenieros de ALMA conectó con éxito tres antenas en el sitio de observación de 5.000 metros (16.000 pies) de elevación, finalizando así la primera etapa de montaje e integración del incipiente conjunto. La vinculación de tres antenas permite corregir errores que pueden surgir cuando solo se utilizan dos antenas, allanando así el camino para obtener imágenes precisas y de alta resolución. Con este paso clave, la puesta en servicio del instrumento comenzó el 22 de enero de 2010.
El 28 de julio de 2011, la primera antena europea de ALMA llegó a la meseta de Chajnantor, a 5.000 metros sobre el nivel del mar, para sumarse a las 15 antenas ya instaladas de otros socios internacionales. Esta fue la cantidad de antenas especificadas para que ALMA comenzara sus primeras observaciones científicas y, por lo tanto, fue un hito importante para el proyecto. [24] En octubre de 2012, se habían instalado 43 de las 66 antenas.
En el verano de 2011, había suficientes telescopios operativos durante el extenso programa de pruebas previo a la fase de Ciencia Temprana para poder capturar las primeras imágenes. [26] Estas primeras imágenes dieron una primera visión del potencial del nuevo conjunto que producirá imágenes de mucha mejor calidad en el futuro a medida que la escala del conjunto siga aumentando.
El objetivo de la observación era un par de galaxias en colisión con formas dramáticamente distorsionadas, conocidas como Galaxias Antenas . Aunque ALMA no observó toda la fusión de galaxias, el resultado es la mejor imagen en longitud de onda submilimétrica jamás obtenida de las galaxias Antenas, que muestra las nubes de denso gas frío a partir de las cuales se forman nuevas estrellas, que no pueden verse con luz visible.
El 11 de agosto de 2014, los astrónomos publicaron estudios, utilizando por primera vez el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), que detallaban la distribución de HCN , HNC , H2CO y polvo dentro de las comas de los cometas C/2012 F6 ( Lemmon) y C/2012 S1 (ISON) . [27] [28]
En 2014 se hizo pública una imagen del disco protoplanetario que rodea a HL Tauri (una estrella T Tauri muy joven [29] en la constelación de Tauro ), que muestra una serie de anillos concéntricos brillantes separados por espacios, lo que indica la formación de protoplanetas. En 2014 [actualizar], la mayoría de las teorías no esperaban la formación planetaria en un sistema tan joven (de 100.000 a 1.000.000 de años), por lo que los nuevos datos estimularon teorías renovadas sobre el desarrollo protoplanetario. Una teoría sugiere que la tasa de acreción más rápida podría deberse al complejo campo magnético del disco protoplanetario. [30]
ALMA participó en el proyecto Event Horizon Telescope, que produjo la primera imagen directa de un agujero negro , publicada en 2019. [31]
ALMA participó en la supuesta detección de fosfina , un biomarcador, en el aire de Venus. Como ninguna fuente no biológica conocida de fosfina en Venus podría producir fosfina en las concentraciones detectadas, esto habría indicado la presencia de organismos biológicos en la atmósfera de Venus. [32] [33] Los nuevos análisis posteriores arrojaron dudas sobre la detección, [34] aunque análisis posteriores confirmaron los resultados. [35] La detección sigue siendo controvertida y está a la espera de mediciones adicionales . [36] [37]
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El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación de Europa, América del Norte y Asia Oriental en cooperación con la República de Chile. ALMA está financiada en Europa por el Observatorio Europeo Austral (ESO), en América del Norte por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (NSF) en cooperación con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencias de Taiwán (NSC) y en Asia Oriental por los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la Academia Sínica (AS) en Taiwán. La construcción y operaciones de ALMA están dirigidas en nombre de Europa por ESO, en nombre de América del Norte por el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO), administrado por Associated Universities, Inc (AUI) y en nombre de Asia Oriental por el Observatorio Astronómico Nacional. de Japón (NAOJ). El Observatorio Conjunto ALMA (JAO) proporciona el liderazgo y la gestión unificados de la construcción, puesta en servicio y operación de ALMA. [38] Su actual director desde febrero de 2018 es Sean Dougherty . [39]
El centro regional de ALMA (ARC) ha sido diseñado como una interfaz entre las comunidades de usuarios de los principales contribuyentes del proyecto ALMA y el JAO. Los activos para operar el ARC también se han dividido en las tres principales regiones involucradas (Europa, América del Norte y Asia Oriental). El ARC europeo (dirigido por ESO ) se ha subdividido en nodos ARC [40] ubicados en toda Europa en Bonn-Bochum-Colonia, Bolonia, Ondřejov, Onsala , IRAM (Grenoble), Leiden y JBCA (Manchester).
El propósito principal del ARC es ayudar a la comunidad de usuarios con la preparación de propuestas de observación, garantizar que los programas de observación cumplan sus objetivos científicos de manera eficiente, ejecutar un servicio de asistencia para presentar propuestas y programas de observación, entregar los datos a los investigadores principales, mantener el Archivo de datos de ALMA, asistencia con la calibración de datos y comentarios de los usuarios. [41]
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El Atacama Compact Array, ACA, es un subconjunto de 16 antenas estrechamente separadas que mejorarán en gran medida la capacidad de ALMA para estudiar objetos celestes con un gran tamaño angular, como nubes moleculares y galaxias cercanas. Las antenas que forman el Atacama Compact Array, cuatro antenas de 12 metros y doce antenas de 7 metros, fueron producidas y entregadas por Japón. En 2013, el Atacama Compact Array recibió el nombre de Morita Array en honor al profesor Koh-ichiro Morita, miembro del equipo japonés ALMA y diseñador del ACA, que falleció el 7 de mayo de 2012 en Santiago. [42]
En agosto de 2013, los trabajadores del telescopio se declararon en huelga para exigir mejores salarios y condiciones laborales. Se trata de uno de los primeros ataques que afecta a un observatorio astronómico. El paro laboral comenzó luego de que el observatorio no lograra llegar a un acuerdo con el sindicato de trabajadores. [43] [44] [45] [46] Después de 17 días, se llegó a un acuerdo que preveía horarios reducidos y salarios más altos por el trabajo realizado a gran altura. [47] [48]
En marzo de 2020, ALMA cerró debido a la pandemia de COVID-19 . También retrasó la fecha límite de presentación de propuestas del ciclo 8 y suspendió las visitas públicas al sitio. [49]
El 29 de octubre de 2022, ALMA suspendió las observaciones debido a un ciberataque. [50] Las observaciones se reiniciaron 48 días después, el 16 de diciembre de 2022. [51]
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