SkyFlux
Cykl 13 obserwatorium ALMA: rekordowe zapotrzebowanie na czas i nowe odbiorniki Band 2
Opublikowano · Zaktualizowano
Obserwatorium ALMA w Chile rozpoczęło 1 października 2026 roku trzynasty cykl obserwacyjny, a zapotrzebowanie na jego czas było rekordowe: astronomowie poprosili o prawie dziewięć razy tyle czasu na głównym zespole anten 12-metrowych, ile było do rozdzielenia. W tym cyklu po raz pierwszy udostępniono też wszystkim obserwatorom nowy zestaw odbiorników, nazwany Band 2.
Czym jest ALMA i dlaczego obserwuje fale milimetrowe
ALMA, czyli Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, to 66 anten na płaskowyżu Chajnantor w północnym Chile. Pracują one wspólnie, wykorzystując interferometrię: każda antena rejestruje sygnał z tego samego obiektu, a centralny komputer łączy te zapisy. Uzyskany obraz jest tak ostry, jakby wykonała go jedna czasza o średnicy równej największej odległości między antenami. W ALMA anteny mogą być oddalone od siebie nawet o 16 kilometrów.
ALMA odbiera fale milimetrowe i submilimetrowe. To fale radiowe, czyli rodzaj światła, którego oko nie widzi. Są ważne, bo gwiazdy i planety powstają w zimnych, ciemnych obłokach gazu i pyłu, które świecą właśnie na tych długościach fal. Pył, który zasłania takie obłoki przed teleskopami optycznymi, nie przeszkadza w obserwacjach ALMA. W tym zakresie widać także bardzo odległe galaktyki, ponieważ wskutek rozszerzania się Wszechświata fale ich promieniowania wydłużają się aż do zakresu milimetrowego. Powietrze pochłania i opóźnia takie fale nawet na wysokości 5000 metrów nad poziomem morza, na suchej pustyni Atakama. Dlatego ALMA mierzy ilość pary wodnej w kierunku, w którym patrzy każda antena, i na tej podstawie koryguje pomiary.
Jak rozdziela się czas obserwacyjny
ALMA pracuje w rocznych cyklach. Cykl 13 trwa od 1 października 2026 do 30 września 2027 roku. Wnioski o czas obserwacyjny można było składać od 19 marca do 23 kwietnia 2026 roku. Obserwatorium otrzymało ich 1839, a astronomowie poprosili w nich o 37 471 godzin pracy zespołu anten 12-metrowych (12-m Array). Obie liczby są najwyższe ze wszystkich dotychczasowych cykli ALMA. Nominalnie zespół ten miał do zaoferowania 4300 godzin, więc zapotrzebowanie było 8,7 raza większe od dostępnego czasu. Taki stosunek astronomowie nazywają po angielsku oversubscription.
O kolejności wniosków decyduje recenzja naukowa (ang. peer review): wnioski oceniają inni astronomowie. Komisja złożona z 20 członków i przewodniczącego, wspierana przez 80 zewnętrznych ekspertów, oceniła 47 wniosków w kategorii Large Program, obejmującej największe projekty. Pozostałe wnioski oceniło 1216 astronomów, którzy napisali łącznie prawie 17 900 recenzji. Powstały w ten sposób ranking skonfrontowano następnie z praktycznymi ograniczeniami: pogodą, dostępnością odbiorników, konfiguracją zespołu anten i położeniem obiektów na niebie.
W rezultacie 229 wniosków otrzymało najwyższe oceny, A lub B, co oznacza, że przyjęto około 12% zgłoszeń. Projektom tym przydzielono 4257 godzin na zespole anten 12-metrowych, 2089 godzin na zespole anten 7-metrowych (7-m Array) i 1739 godzin na Total Power Array, czyli zestawie anten, które pracują pojedynczo, a nie jako interferometr. Czas przydzielony zespołowi 12-metrowemu jest nieco mniejszy od oferowanych 4300 godzin, ponieważ spodziewano się, że część niedokończonych obserwacji z oceną A z cyklu 12 zostanie przeniesiona do cyklu 13.
Co nowego w cyklu 13
Najważniejszą nowością jest Band 2, zestaw odbiorników obejmujący zakres od około 67 do 116 gigaherców. W przeliczeniu na długość fali (według naszych obliczeń) odpowiada to zakresowi od około 2,6 do 4,5 milimetra. Spośród dziesięciu zestawów odbiorników zaplanowanych dla ALMA jest to ostatni, który stał się dostępny. Dzięki niemu można obserwować linie widmowe cząsteczek, czyli promieniowanie, które cząsteczki wysyłają na ściśle określonych długościach fal. Te linie zdradzają obecność zimnego gazu w ośrodku międzygwiazdowym oraz w bliskich i odległych galaktykach. Zainteresowanie było duże: Band 2 dotyczyło 210 wniosków, co pod względem wnioskowanego czasu obserwacji dało temu zestawowi czwarte miejsce wśród wszystkich odbiorników ALMA. Najwięcej godzin dotyczyło Band 6 i Band 7.
Cztery nowe duże programy obserwacyjne (Large Programs) zbadają otoczenie starzejących się gwiazd, zmierzą, ile gwiazd powstaje w odległych galaktykach na niewielkim obszarze nieba objętym głębokim przeglądem, prześledzą rozwój dysków protoplanetarnych od najwcześniejszych etapów, gdy są jeszcze ukryte w macierzystym obłoku, po etapy późniejsze, oraz ustalą, jak zmienia się skład materii stałej tam, gdzie powstają układy planetarne. Złożono też rekordową liczbę 91 wspólnych wniosków, w których ALMA miałaby obserwować razem z Kosmicznym Teleskopem Jamesa Webba, amerykańskim radioteleskopem Very Large Array albo teleskopem Very Large Telescope (VLT) należącym do ESO.
Większe zmiany dopiero nadejdą. Modernizacja Wideband Sensitivity Upgrade (zwiększenie czułości w szerokim paśmie) co najmniej podwoi zakres częstotliwości, który odbiorniki rejestrują jednocześnie, i obejmie wymianę korelatora, czyli komputera łączącego sygnały z anten. Obserwatorium spodziewa się, że pierwsze jej etapy zostaną ukończone do końca obecnej dekady, około 2030 roku.
Co możesz śledzić
Teleskopu ALMA nie skierujesz samodzielnie na wybrany obiekt: cały jego czas obserwacyjny trafia wyłącznie do projektów badawczych wyłonionych w opisanej wyżej recenzji naukowej. Możesz za to śledzić wyniki. Tytuły, streszczenia i składy zespołów projektów cyklu 13 o najwyższym priorytecie są publicznie dostępne w serwisie ALMA Science Portal, a obserwatorium publikuje komunikaty i zdjęcia tygodnia, które wolno wykorzystywać z podaniem źródła.
Źródła i licencje
- Obserwatorium ALMA, komunikat „ALMA Cycle 13 Set to Begin” — Z tego komunikatu pochodzą daty rozpoczęcia i zakończenia cyklu, liczby wniosków i godzin, oceny i przydziały czasu, dane o recenzji naukowej oraz informacje o Band 2, dużych programach obserwacyjnych i wspólnych wnioskach. https://www.almaobservatory.org/en/announcements/alma-cycle-13-set-to-begin/
- Obserwatorium ALMA, komunikat „ALMA Cycle 13 Call for Proposals is Now Open” — Z tego komunikatu pochodzą terminy naboru wniosków, pierwotnie oferowane 4300 godzin, odległości między antenami sięgające 16 km oraz informacja o tym, co obserwuje Band 2. https://www.almaobservatory.org/en/announcements/alma-cycle-13-call-for-proposals-to-open-soon/
- Obserwatorium ALMA, „How ALMA works” — Z tej strony pochodzą liczba 66 anten, opis działania interferometrii, pochłanianie fal przez atmosferę na wysokości 5000 metrów oraz korekcja wpływu pary wodnej. https://www.almaobservatory.org/en/about-alma/how-alma-works/
- Obserwatorium ALMA, „ALMA Wideband Sensitivity Upgrade” i „ALMA2030 WSU” — Z tych stron pochodzi wyjaśnienie, dlaczego gwiazdy i planety rodzą się w zimnych, ciemnych obszarach, a także cele i harmonogram modernizacji. https://www.almaobservatory.org/en/almas-next-frontier-the-wideband-sensitivity-upgrade/ oraz https://www.almaobservatory.org/en/scientists/alma-2030-wsu/
- Obserwatorium ALMA, „Capabilities” i informacja o prawach autorskich — Z tych stron pochodzi informacja, że promieniowanie bardzo odległych galaktyk przesuwa się do zakresu milimetrowego, oraz licencja, która pozwala wykorzystywać zdjęcia i komunikaty obserwatorium z podaniem źródła. https://www.almaobservatory.org/en/about-alma/how-alma-works/capabilities/ oraz https://www.almaobservatory.org/en/copyright-notice/
- Nasze własne obliczenia — Długości fal dla Band 2 obliczono, dzieląc prędkość światła przez częstotliwość. Sprawdzono też, że 37 471 godzin podzielone przez 4300 godzin daje 8,7, co zgadza się z liczbą podaną przez ALMA.
