Цикл 13 обсерватории ALMA: рекордный спрос на время и новые приёмники Band 2

Что такое ALMA и зачем ей миллиметровые волны

ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array — Атакамская большая решётка миллиметрового и субмиллиметрового диапазона) — это 66 антенн на плато Чахнантор на севере Чили. Они работают совместно, по принципу интерферометрии: каждая антенна записывает сигнал одного и того же объекта, а центральный компьютер объединяет записи. Получается изображение такой же чёткости, как у одного радиотелескопа с зеркалом диаметром, равным наибольшему расстоянию между антеннами. У ALMA это расстояние достигает 16 километров.

ALMA принимает миллиметровые и субмиллиметровые волны. Это радиоволны — тоже свет, только невидимый глазу. Они важны потому, что звёзды и планеты рождаются в холодных тёмных облаках газа и пыли, которые светятся именно на этих длинах волн, а пыль, скрывающая такие облака от оптических телескопов, наблюдениям ALMA не мешает. В этом диапазоне видны и очень далёкие галактики: из-за расширения Вселенной длина волны их излучения растягивается и попадает в миллиметровый диапазон. Воздух поглощает и задерживает такие волны даже на высоте 5000 метров, в сухой пустыне Атакама, поэтому ALMA измеряет содержание водяного пара вдоль луча зрения каждой антенны и вводит поправку.

Как распределяют наблюдательное время

ALMA работает годовыми циклами. Цикл 13 длится с 1 октября 2026 года по 30 сентября 2027 года, а заявки на него принимали с 19 марта по 23 апреля 2026 года. Обсерватория получила 1839 заявок, в сумме на 37 471 час наблюдений на 12-метровой решётке (12-m Array); оба показателя — наибольшие за все циклы ALMA. Номинальный объём времени на 12-метровой решётке составлял 4300 часов, так что запросы превысили доступное время в 8,7 раза. Такое превышение спроса над предложением астрономы называют по-английски oversubscription.

Рейтинг заявок составляется по итогам рецензирования (peer review): заявки читают и оценивают другие астрономы. Комитет из 20 членов и председателя при участии 80 внешних экспертов рассмотрел 47 заявок категории Large Program, то есть на самые крупные проекты. Остальные заявки рецензировали 1216 астрономов, которые написали в общей сложности почти 17 900 отзывов. Затем рейтинг соотнесли с практическими ограничениями: погодой, доступностью приёмников, конфигурацией антенной решётки и положением объектов на небе.

В итоге 229 заявок получили высшие оценки — A или B, то есть одобрено около 12% поданных. Этим заявкам выделили 4257 часов на 12-метровой решётке, 2089 часов на 7-метровой решётке (7-m Array) и 1739 часов на антеннах Total Power Array, каждая из которых работает сама по себе, а не в составе интерферометра. На 12-метровой решётке распределено чуть меньше предложенных 4300 часов, потому что часть незавершённых наблюдений цикла 12 с оценкой A предполагалось перенести в цикл 13.

Что нового в цикле 13

Главная новинка — Band 2, приёмник, который охватывает частоты примерно от 67 до 116 гигагерц. В пересчёте на длину волны (это наш расчёт) получается примерно от 2,6 до 4,5 миллиметра. Из десяти запланированных диапазонов приёмников ALMA этот стал доступен последним. Он позволяет наблюдать молекулярные переходы — излучение молекул на определённых частотах, по которому прослеживают холодный газ в межзвёздной среде, а также в близких и далёких галактиках. Спрос оказался высоким: Band 2 указали в 210 заявках, и по числу запрошенных часов этот диапазон занял четвёртое место, а больше всего времени попросили в диапазонах Band 6 и Band 7.

Четыре новые программы категории Large Program изучат окрестности стареющих звёзд; проведут глубокий обзор участка неба, чтобы оценить, где и сколько звёзд рождается в далёких галактиках за пределами нашей; проследят развитие дисков, в которых формируются планеты, — от самых ранних стадий, когда диск ещё скрыт в окружающем его облаке, до более поздних; и покажут, как меняется твёрдое вещество там, где собираются планетные системы. Кроме того, подано рекордное число совместных заявок — 91: в них данные ALMA предлагается дополнить наблюдениями космического телескопа «Джеймс Уэбб», американского радиотелескопа Very Large Array (VLA) или Очень большого телескопа ESO (VLT).

Более серьёзные перемены ещё впереди. Программа Wideband Sensitivity Upgrade (модернизация, повышающая чувствительность за счёт более широкой полосы частот) как минимум вдвое расширит полосу частот, в которой приёмники одновременно регистрируют сигнал, и заменит коррелятор — компьютер, объединяющий сигналы антенн. Первые этапы модернизации в обсерватории рассчитывают завершить к концу текущего десятилетия, примерно к 2030 году.

За чем можно следить

Самостоятельно навести ALMA на выбранный объект нельзя: наблюдательное время получают только научные заявки, отобранные в ходе описанного выше рецензирования. Следить можно за результатами. Названия, аннотации и составы команд самых приоритетных проектов цикла 13 опубликованы на портале ALMA Science Portal, а обсерватория выкладывает новости и «снимки недели», которые можно свободно использовать с указанием авторства.