ALMA-Zyklus 13: Rekordnachfrage und neue Empfänger für Band 2

Was ALMA ist und warum es Millimeterwellen beobachtet

ALMA, das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, besteht aus 66 Antennen auf dem Chajnantor-Plateau im Norden Chiles. Sie arbeiten nach dem Prinzip der Interferometrie zusammen: Jede Antenne zeichnet das Signal desselben Objekts auf, und ein zentraler Rechner verknüpft die Aufzeichnungen. Das Ergebnis ist so scharf wie das Bild einer einzigen Schüssel, deren Durchmesser dem größten Abstand zwischen zwei Antennen entspricht — bei ALMA sind das bis zu 16 Kilometer.

ALMA empfängt Millimeter- und Submillimeterwellen. Das sind Radiowellen, also eine Form von Licht, die das Auge nicht sieht. Für die Astronomie sind sie wichtig, weil Sterne und Planeten in kalten, dunklen Wolken aus Gas und Staub entstehen, die bei diesen Wellenlängen leuchten. Der Staub, der solche Wolken vor Teleskopen für sichtbares Licht verbirgt, versperrt ALMA nicht die Sicht. Auch sehr ferne Galaxien zeigen sich in diesem Bereich, denn die Expansion des Universums hat die Wellenlänge ihrer Strahlung bis in den Millimeterbereich gedehnt. Die Luft schluckt und verzögert solche Wellen, selbst in 5.000 Metern Höhe in der trockenen Atacama-Wüste. Deshalb misst ALMA den Wasserdampf entlang der Blickrichtung jeder Antenne und rechnet seinen Einfluss heraus.

Wie die Beobachtungszeit vergeben wird

ALMA arbeitet in jährlichen Zyklen; Zyklus 13 läuft vom 1. Oktober 2026 bis zum 30. September 2027. Anträge konnten vom 19. März bis zum 23. April 2026 eingereicht werden. Beim Observatorium gingen 1.839 Anträge ein, die zusammen 37.471 Stunden am 12-Meter-Array umfassten; beide Zahlen sind die höchsten aller bisherigen ALMA-Zyklen. Nominell bot das 12-Meter-Array 4.300 Stunden an. Beantragt wurde also das 8,7-Fache der verfügbaren Zeit — ein Verhältnis, das Astronomen als Überbuchung bezeichnen.

Die Rangfolge ergibt sich aus einem Peer-Review: Fachkollegen bewerten die Anträge. Ein Ausschuss aus 20 Mitgliedern und einem Vorsitzenden, unterstützt von 80 externen Gutachtern, bewertete die 47 Anträge für Large Programs, die größten Vorhaben. Um die übrigen Anträge kümmerten sich 1.216 Astronomen; zusammen schrieben sie fast 17.900 Gutachten. Anschließend wurde die Rangliste mit den praktischen Rahmenbedingungen abgeglichen: Wetter, Verfügbarkeit der Empfänger, Anordnung der Antennen und Position der Beobachtungsziele am Himmel.

Am Ende erhielten 229 Anträge eine der Bestnoten A oder B; das entspricht einer Annahmequote von etwa 12 %. Ihnen wurden 4.257 Stunden am 12-Meter-Array, 2.089 Stunden am 7-Meter-Array und 1.739 Stunden am Total Power Array zugeteilt. Die Antennen des Total Power Array messen jede für sich, nicht als Interferometer. Am 12-Meter-Array liegt die Zuteilung etwas unter den angebotenen 4.300 Stunden, weil damit zu rechnen war, dass einige noch nicht abgeschlossene Beobachtungen mit der Note A aus Zyklus 12 in Zyklus 13 weiterlaufen würden.

Was in Zyklus 13 neu ist

Die wichtigste Neuerung ist Band 2: neue Empfänger für den Bereich von etwa 67 bis 116 Gigahertz. In Wellenlängen umgerechnet sind das rund 2,6 bis 4,5 Millimeter. Von den zehn geplanten Frequenzbändern von ALMA wird Band 2 als letztes nutzbar. Damit lassen sich Spektrallinien von Molekülen beobachten, also Signale, die Moleküle aussenden. Diese Linien verraten kaltes Gas in der interstellaren Materie sowie in nahen und fernen Galaxien. Die Nachfrage war groß: 210 Anträge sahen Band 2 vor. Gemessen an der beantragten Beobachtungszeit liegt Band 2 damit auf Platz vier; die meisten Stunden entfielen auf die Bänder 6 und 7.

Vier neue Large Programs untersuchen die Umgebung alternder Sterne und erfassen die Sternentstehung in einer tiefen Durchmusterung eines Himmelsausschnitts weit jenseits der Milchstraße. Zudem verfolgen sie Scheiben, in denen Planeten entstehen, vom frühesten, noch in Gas und Staub eingebetteten Stadium bis zu späteren Stadien, und gehen der Frage nach, wie sich festes Material dort entwickelt, wo sich Planetensysteme bilden. Außerdem gingen so viele gemeinsame Anträge ein wie nie zuvor: 91 Anträge sehen Beobachtungen mit ALMA und dem James-Webb-Weltraumteleskop, dem US-amerikanischen Radioteleskop Very Large Array oder dem Very Large Telescope der ESO vor.

Eine größere Veränderung folgt später. Das Wideband Sensitivity Upgrade, ein Ausbau für mehr Bandbreite und Empfindlichkeit, soll den Frequenzbereich, den die Empfänger gleichzeitig erfassen, mindestens verdoppeln und den Korrelator ersetzen, also den Rechner, der die Signale der Antennen zusammenführt. ALMA rechnet damit, dass die ersten Stufen bis zum Ende dieses Jahrzehnts, also um 2030, bereitstehen.

Was du verfolgen kannst

ALMA selbst auf ein Himmelsziel ausrichten kannst du nicht: Die Beobachtungszeit geht ausschließlich an Forschungsanträge, die im oben beschriebenen Peer-Review ausgewählt wurden. Verfolgen kannst du die Ergebnisse. Titel, Zusammenfassungen und Teams der Projekte mit der höchsten Priorität in Zyklus 13 sind im ALMA Science Portal öffentlich einsehbar, und das Observatorium veröffentlicht Mitteilungen und Bilder der Woche, die du mit Quellenangabe frei weiterverwenden darfst.