Astronomía

¿Con qué frecuencia mueven la mayoría o todos los platos de ALMA?

¿Con qué frecuencia mueven la mayoría o todos los platos de ALMA?


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El artículo de Phys.org Un tesoro desconocido de planetas encontrados escondidos en el polvo informa sobre mediciones de radio recientemente publicadas (~ 1.3 mm) de sistemas planetarios que se forman alrededor de estrellas en Tauro:

Los científicos basan este escenario de cómo llegó a ser nuestro sistema solar en observaciones de discos protoplanetarios alrededor de otras estrellas que son lo suficientemente jóvenes como para estar actualmente en el proceso de dar a luz planetas. Usando el Atacama Large Millimeter Array, o ALMA, que comprende 45 antenas de radio en el desierto de Atacama de Chile, el equipo realizó un estudio de estrellas jóvenes en la región de formación estelar de Tauro, una vasta nube de gas y polvo ubicada a unos modestos 450 años luz de Tierra. Cuando los investigadores tomaron imágenes de 32 estrellas rodeadas por discos protoplanetarios, encontraron que 12 de ellas, el 40 por ciento, tienen anillos y espacios, estructuras que, según las mediciones y cálculos del equipo, pueden explicarse mejor por la presencia de planetas nacientes.

El artículo termina diciendo:

Avanzando, el grupo de investigación planea separar más las antenas de ALMA, lo que debería aumentar la resolución de la matriz a unas cinco unidades astronómicas (una UA equivale a la distancia media entre la Tierra y el sol) y hacer que las antenas sean sensibles a otras frecuencias que son sensibles a otros tipos de polvo.

"Nuestros resultados son un paso emocionante para comprender esta fase clave de la formación de planetas", dijo Long, "y al hacer estos ajustes, esperamos comprender mejor los orígenes de los anillos y las brechas".

El cambio de 15AU a 5 AU sugiere un aumento aproximado de 3 en la escala general del patrón de antenas. El artículo vinculado en ApJ Feng Long et al. también tiene una preimpresión en ArXiv, que dice:

Todas las observaciones se obtuvieron desde finales de agosto hasta principios de septiembre de 2017. utilizando 45-47 antenas de 12 m en líneas de base de 21∼3697 m (15∼2780 kλ), con ligeras diferencias en cada grupo (ver Tabla 1).

Hace varios años recuerdo haber leído sobre el diseño de ALMA y hay muchos más lugares para poner platos que hay platos. Creo que había cinco configuraciones optimizadas que parecían tener una forma de espiral similar, pero cada una era quizás un factor de 2 o 3 más grande que la anterior.

Dado que los platos tardan en moverse, configurar y calibrar, esto probablemente no suceda con tanta frecuencia.

Pregunta: ¿Con qué frecuencia pasa? ¿Con qué frecuencia mueven la mayoría de los platos de ALMA para cambiar la resolución?

Si hay un sitio que muestra cómo está configurado ALMA ahora, y cuál será la próxima configuración y cuándo, sería bueno saberlo también.

sobre: "Hasta hace poco, se creía que los discos protoplanetarios eran lisos, como objetos parecidos a panqueques. Los resultados de este estudio muestran que algunos discos son más como rosquillas con agujeros, pero incluso más a menudo aparecen como una serie de anillos. Es probable que los anillos estén tallados por planetas que de otro modo serían invisibles para nosotros ". Crédito de la fuente: Feng Long / ALMA


La lista de configuraciones de arreglos se proporciona en la Guía del proponente y se han definido diez configuraciones para las 43 antenas de 12 metros. Tienen la formaC43-xdóndeXva de 1 (más compacto; separación de 15-161 metros) a 10 (menos compacto; separación de 244-16200 metros). Los cambios entre configuraciones se muestran en el Programa de configuración; durante los ~ 12 meses del ciclo 6, parece que cambian la configuración 14 veces. Hay un "Apagado de reubicación de antenas" de un mes de duración en mayo de 2019 a medida que pasan de bastante compactos a menos compactos, presumiblemente porque se necesita más tiempo para mover las 43 antenas varios kilómetros.

A modo de ejemplo, a continuación se muestra una instantánea del calendario planificado para un año que comienza el 1 de octubre de 2018 tal como está ahora:


Matriz muy grande

50 millas (80 km) al oeste de Socorro. El VLA comprende veintiocho radiotelescopios de 25 metros (27 de los cuales están operativos, mientras que uno siempre está rotando por mantenimiento) desplegados en una matriz en forma de Y y todo el equipo, instrumentación y potencia informática para funcionar como un interferómetro. Cada uno de los enormes telescopios está montado en vías de ferrocarril dobles paralelas, por lo que el radio y la densidad de la matriz se pueden transformar para ajustar el equilibrio entre su resolución angular y su sensibilidad al brillo de la superficie. [2] Los astrónomos que utilizan el VLA han realizado observaciones clave de agujeros negros y discos protoplanetarios alrededor de estrellas jóvenes, han descubierto filamentos magnéticos y han rastreado movimientos de gas complejos en el centro de la Vía Láctea, han sondeado los parámetros cosmológicos del Universo y han proporcionado nuevos conocimientos sobre los mecanismos físicos que producir emisión de radio.

El VLA se encuentra a una altura de 6,970 pies (2,120 m) sobre el nivel del mar. Es un componente del Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO). [3] La NRAO es una instalación de la National Science Foundation operada bajo un acuerdo cooperativo por Associated Universities, Inc.


El telescopio más poderoso de la Tierra estará en línea la próxima semana

Estamos a punto de ver qué sucede cuando las estrellas cobran vida. El 13 de marzo, el Atacama Large Millimeter / Sub Millimeter Array (ALMA) se pondrá en línea. Es el telescopio más poderoso jamás construido y es parte de una clase de "telescopios muy grandes" que combinan el poder de varias antenas masivas para recopilar información sobre regiones distantes del universo. ALMA se encuentra en el norte de Chile y en el desierto alto, a 16.500 pies sobre el nivel del mar. Y nos mostrará cosas sobre el universo que nunca antes habíamos visto.

Según los científicos, una sola nación no podría construir ALMA. Trabajando con el país anfitrión Chile, algunos de los observatorios más grandes del mundo se unieron para ALMA. Estos incluyen el Observatorio Nacional de Radioastronomía en América del Norte, el Observatorio Europeo Austral y los observatorios en Japón, Brasil y en toda América Latina.

Sesenta y seis antenas parabólicas grandes se conectan entre sí para formar ALMA. Estos platillos se encuentran a 30 minutos en auto del pueblo de San Pedro de Atacama en Chile - en la cima del mundo - a una altitud de 16,500 pies, o 5,000 metros.

A esa altura y en el desierto, hay poco vapor de agua en el aire. Esas condiciones son perfectas para ALMA porque el agua en el aire bloquea la luz de las estrellas en la parte del & quot; espectro electromagnético & quot que los científicos quieren estudiar.

ALMA observará la luz de las estrellas en longitudes de onda invisibles para el ojo: las largas longitudes de onda infrarrojas de la luz de las estrellas. Los observatorios espaciales, como el telescopio espacial Hubble, orbitan muy por encima del manto de la atmósfera de la Tierra para ver el universo en estas longitudes de onda. Los astrónomos esperan que ALMA sea incluso mejor que los telescopios espaciales para explorar el universo infrarrojo, porque pueden construirlo mucho más grande en tierra que en el espacio hoy.

Debido a que ALMA puede captar estas largas longitudes de onda de luz, ayudará a los astrónomos a explorar el polvo frío y químicamente complejo que rodea a las estrellas y planetas recién nacidos. Uno de los objetivos del proyecto es comprender la formación de estrellas y, con suerte, una fase en nuestro universo temprano en la que las galaxias pasaron por lo que podríamos llamar un "boom de estrellas". Básicamente, muchas estrellas se generaron a la vez. ALMA puede ayudar a los astrónomos a comprender qué catalizó este auge.

Antes de que se construyeran todos los telescopios de ALMA & # x27, la matriz ya había proporcionado datos a los científicos que les permitían descubrir cómo las galaxias crean nuevas estrellas cuando chocan. La imagen de arriba es de las galaxias Antennae, que están en medio de un aplastamiento. A continuación, puede ver una vista de luz milimétrica y submilimétrica de ALMA & # x27, que revela áreas de intensa formación de estrellas en el polvo. Recuerde, esta fue una imagen creada cuando ALMA no estaba completa; las imágenes de la matriz en pleno funcionamiento serán mucho más nítidas.

ALMA no es el único telescopio gigante que está en funcionamiento en las tierras altas de Chile. En la Fundación Simons, Natalie Wolchover tiene una gran visión general de la próxima generación de telescopios extremadamente grandes. Ella escribe :

Los enormes telescopios mirarán hacia atrás en el tiempo a algunas de las primeras luces emitidas por objetos. El universo se infló como la superficie de un globo poco después del Big Bang, y algunos lugares se extendieron tan lejos de aquí que sus primeros estallidos de luz recién ahora están llegando. Resolver esta luz revelaría la estructura y composición química de los primeros objetos del universo, que, como sugieren las imágenes débiles del Telescopio Espacial Hubble, se desarrollaron mucho antes de lo que predecían las teorías actuales. Es probable que mejores observaciones conduzcan a nuevas teorías sobre el nacimiento y la evolución del espacio y el tiempo, dijo Gilmore.

A costos proyectados que van desde $ 900 millones a $ 1.6 mil millones cada uno, el Telescopio Gigante de Magallanes, el Telescopio de Treinta Metros y el Telescopio Europeo Extremadamente Grande, que tendrán espejos segmentados que miden 24.5 metros, 30 metros y 39.3 metros de ancho, respectivamente, eclipsarán la óptica existente. telescopios (el más grande actual es de 10,4 metros). Serán entre 5 y 200 veces más potentes, según el telescopio y la tarea.

Estos telescopios podrán explorar todo, desde la formación de galaxias hasta el clima en planetas en otros sistemas solares. También podrán echar un vistazo a la historia de nuestro universo, sondeando los misterios de los orígenes del espacio y el tiempo tal como los conocemos.


El telescopio Alma vislumbra el espacio y los misterios de # x27s desde la cima del mundo

Atacama Large Millimeter / submillimeter Array en la meseta de Chajnantor en el desierto chileno. Eventualmente consistirá en 66 antenas que operan juntas como un solo telescopio gigante. Fotografía: Babak Tafreshi / ESO

Atacama Large Millimeter / submillimeter Array en la meseta de Chajnantor en el desierto chileno. Eventualmente consistirá en 66 antenas que operan juntas como un solo telescopio gigante. Fotografía: Babak Tafreshi / ESO

Pase unos días con astrónomos en los telescopios más sofisticados del mundo en las montañas de Chile, y su piel comenzará a sentirse diferente. Las mejillas se estiran un poco más las manos y los labios se agrietan. Parece que hay poca diferencia en la cantidad de agua que bebe. Pasa unas semanas aquí y, te dirán los astrónomos, empiezan los dolores de cabeza y los mareos. "Realmente lo sientes cuando llevas mucho tiempo aquí", dice Jonathan Smoker, astrónomo del Observatorio Europeo Austral (ESO) en el Monte Paranal en el norte de Chile. "A veces me empiezan a sangrar las manos porque está muy seco aquí".

Los científicos y técnicos que trabajan aquí no pueden permanecer en la montaña más de 14 días seguidos. Después de eso, tienen que bajar al nivel del mar para recuperarse. A 2.500 metros de altura, en el norte del desierto de Atacama, Paranal no es un lugar para que los seres humanos vivan durante largos períodos: seco, polvoriento y sin mucha vida. Pero es perfecto para observar el cielo: por la noche, el aire completamente seco significa que el Very Large Telescope (VLT) puede rastrear y medir estrellas, agujeros negros y planetas con una precisión exquisita utilizando sus cuatro observatorios individuales. En el corazón de cada observatorio hay un espejo de 8 m de ancho hecho de una sola pieza de vidrio pulido, cuya forma exacta cambia 100 veces por segundo para contrarrestar, en tiempo real, los efectos distorsionadores del aire sobre la luz de las estrellas. tratando de detectar.

El VLT, inaugurado en 1998, fue el primer telescopio en obtener imágenes de un exoplaneta y ha hecho contribuciones significativas a nuestra comprensión del agujero negro gigante en el centro de la Vía Láctea. Pero no es el más extremo de los telescopios que opera ESO. El VLT se ha sumado recientemente en Chile a un telescopio aún más grande y sensible: el Atacama Large Millimeter / Submillimetre Array (Alma). Cuando se complete en 2013, esta colección de 66 antenas de radio de fibra de carbono, cada una de 12 m de ancho, abrirá los ojos de los astrónomos a la mitad del universo que, hasta ahora, ha estado oculta a los telescopios ópticos modernos.

Alma detectará radiación similar a las microondas, alrededor de 1000 veces más larga que la luz que vemos con nuestros ojos, pero fácilmente absorbida por el agua en la atmósfera. Entonces, los astrónomos eligieron la meseta de Chajnantor, a 5.000 metros de altura en los Andes, cerca de la frontera con Bolivia, para construir su nueva matriz. Es uno de los lugares más secos del mundo y el aire contiene la mitad del oxígeno que hay al nivel del mar. A esta altura, Alma podrá producir imágenes nítidas de las partes del universo envueltas por el polvo.

"Cuando se forma una estrella, se forma en nubes de gas frías y polvorientas", dice John Richer de la Universidad de Cambridge y científico del proyecto de Alma. "En el momento en que se forma, está envuelto en este material polvoriento, del cual solo escapa la mitad de la luz de una estrella típica. Muchas otras estrellas se forman en nubes muy densas y su luz es completamente absorbida por el polvo de estas nubes".

Estas nubes de polvo en forma de hollín, que también son el lugar de nacimiento de las galaxias en el universo temprano y los planetas, incluido el nuestro, oscurecen estrellas de los equipos ópticos e infrarrojos modernos, como el VLT y el Telescopio Espacial Hubble. Sin embargo, aunque el polvo oculta las estrellas, la luz de las estrellas también lo calienta a unos pocos grados por encima del cero absoluto (-273C). Luego, el polvo emite radiación propia en longitudes de onda submilimétricas, que se pueden detectar en la Tierra. Cuando esté en pleno funcionamiento en 2013, Alma proporcionará tal aumento de sensibilidad sobre los instrumentos actuales que encontrará una galaxia nunca antes vista cada tres minutos.

Los platos en sí serán controlados por turnos de astrónomos desde una instalación de apoyo a las operaciones (OSF), una colección de oficinas y talleres ubicados a más de 2.000 metros por debajo de la meseta de Chajnantor. Aquí, los visitantes tienen la oportunidad de aclimatarse al aire enrarecido antes de conducir lentamente hasta el sitio de mayor altitud.

En el viaje de media hora por las montañas, la vegetación cambia con cada 500 metros de altitud, a medida que el microclima se vuelve más frío y húmedo. Alrededor del OSF pueden crecer matorrales y pequeños cactus. A 3.000 m, cactus gigantes dominan el terreno, rodeados de arbustos densos y redondeados con largas espinas que se conocen localmente como el "cojín de la suegra". Más arriba, las plantas espinosas dan paso a arbustos y pastizales más grandes.

A 5.000 m, el terreno similar a Marte no puede albergar vida. Las montañas carecen de rasgos distintivos, salvo por pequeñas rocas que ensucian la superficie y parches de hielo y nieve que quedaron después del invierno reciente.

A principios de 2012, los primeros 30 de los platos de Alma ya se habían instalado y la mayoría están operativos. Cada pocos minutos, los discos blancos giran y se inclinan al unísono hacia algún objetivo invisible. Para 2013, Alma tendrá todas sus antenas de fibra de carbono, que pueden disponerse en innumerables configuraciones, a una distancia de hasta 10 millas a través de las montañas, dependiendo de las mediciones que los astrónomos quieran realizar. Cuando la luz submilimétrica de galaxias distantes y nubes de polvo ha atravesado el universo y llega a las antenas de Alma, atraviesa una carrera de obstáculos cuidadosamente diseñada para garantizar que se mida con la máxima precisión.

Los platos de fibra de carbono están conectados, a través de fibras ópticas, a un edificio a unos cientos de metros de distancia y las ondas de luz entrantes se envían primero a un instrumento conocido como correlador. Aquí, miles de microprocesadores marcan cada onda de luz entrante con una marca de tiempo, con una precisión de picosegundos, para garantizar que toda la luz de una sola fuente pueda reunirse más tarde en los detectores.

Para obtener esa precisión, los científicos deben tener en cuenta incluso las fluctuaciones más pequeñas en la longitud de las fibras ópticas, que pueden expandirse y contraerse debido a las fluctuaciones de temperatura a su alrededor. Las fibras están enterradas a un metro bajo tierra pero, donde emergen para conectarse a las antenas y computadoras en cada extremo, están expuestas al aire y son propensas a cambios. Cualquier diferencia es minúscula, milímetros, pero en el transcurso de una fibra de 20 km, esta expansión y contracción afectará el tiempo de llegada de los pulsos de luz al correlador en unos pocos femtosegundos (10-15 de segundo).

Los ingenieros propusieron una buena solución: una serie de máquinas llamadas correctores de longitud de línea. Estos contienen pequeñas bobinas de fibra óptica conectadas a pistones. A medida que entra la luz de la galaxia distante, las computadoras usan los pistones para estirar la fibra lo suficiente para compensar los cambios térmicos en la fibra principal antes. "De hecho, mantiene la fibra exactamente en la misma longitud, se asegura de obtener la misma cantidad de longitudes de onda de luz en todo el camino hacia afuera y hacia atrás", dice Richard Hills, científico del proyecto en Alma.

Esta delicada atención significa que todas las diferentes antenas, aunque a millas de distancia en la meseta, funcionan como un solo telescopio. La técnica de combinar señales de varios receptores, conocida como interferometría, significa que los astrónomos pueden obtener todos los beneficios de un telescopio mucho más grande sin tener que construirlo. La combinación de datos de 66 antenas de Alma producirá la sensibilidad de un telescopio con un diámetro de 14.000 m.

El correlador pasa su luz perfectamente sincronizada por el pasillo a una segunda sala refrigerada que luego compara las señales de cada antena en cada punto específico en el tiempo. Busca señales que parecen provenir de la misma fuente en el cielo, detectando la luz de las galaxias o las nubes de polvo del zumbido de fondo del universo.

"Lo que llega a cada telescopio son estas señales muy, muy débiles, pero también procedente de cada telescopio es la emisión del fondo de microondas, de la atmósfera, el ruido que se genera en el telescopio y los receptores mismos", dice Hills. "Esos son cien o mil o, en el caso de un objeto realmente débil, un millón de veces más fuerte de lo que realmente estamos buscando. Pero serán ruido aleatorio, mientras que las señales que han venido de nuestra galaxia distante serán ser lo mismo, enterrado en ese ruido. Tenemos que buscar la correlación, los bits de esa señal que son iguales ".

Los datos individuales de cada antena, alrededor de 120 gigabits por segundo, se comparan con las otras antenas. "Debido a que las señales de diferentes lugares en el cielo llegan con tiempos ligeramente diferentes, eso es lo que le permite saber en qué parte de la imagen está cada objeto individual", dice Hill. "No solo tenemos que comparar cada muestra, también tenemos que comparar las que se encuentran en momentos ligeramente diferentes. El resultado neto es que la cantidad de aritmética que necesita hacer en esto asciende a más de 10 16 operaciones por segundo. Una PC rápida tiene 2 GHz, es decir, 2 x 10 9. Es 10 millones de veces su PC en términos de potencia de procesamiento ".

En octubre del año pasado, Alma dio a conocer su primera imagen científica, tomada a partir de las mediciones de 16 de los platos que luego se instalaron en el sitio de Chajnantor. Mostró los violentos remolinos de las galaxias Antennae, un par de galaxias espirales distorsionadas que están en proceso de colisionar a unos 70 metros de años luz de la Tierra.

Aunque Alma aún no está completa, ESO ya tiene planes para construir la próxima generación de telescopios. El Telescopio Europeo Extremadamente Grande (ELT) estará situado cerca del sitio principal del observatorio del VLT en Paranal. La tinta de los contratos está apenas seca: el acuerdo del gobierno chileno para legar el sitio en la cima del monte Armazones se otorgó hace solo unas semanas. Todavía no hay un camino hacia el sitio, y llegar a la cima del pico de 3.000 m desde la carretera más cercana significa un viaje estremecedor que levanta espesas nubes de polvo del desierto.

El ELT tendrá un poder colector mucho mayor que los telescopios de Paranal gracias a un espejo primario de casi 40 m. La construcción de este telescopio de mil millones de euros llevará al menos una década y requerirá nueva tecnología: nadie sabe cómo construir un espejo de 40 metros con un solo bloque de vidrio (no importa transportarlo de manera segura a través del desierto), por lo que estará compuesto por mil más pequeños. segmentos hexagonales. El espejo principal reflejará la antigua luz de las estrellas que detecta en un espejo secundario de 4 m de ancho antes de que llegue a los detectores. Recopilar más luz le permitirá resolver más detalles que cualquier otra cosa antes: ELT podrá tomar fotografías de exoplanetas directamente, por ejemplo, e incluso determinar qué elementos químicos están presentes en sus atmósferas. Verá más lejos en el espacio profundo (y por lo tanto más atrás en el tiempo hacia el comienzo del universo) y explorará la naturaleza de la energía oscura y la materia oscura. Lo más importante, dice Gonzalo Argando de ESO, es lo inesperado, "las cosas que los astrónomos ni siquiera son capaces de adivinar hoy y que pueden remodelar la astronomía tal como la conocemos".

Un planeta similar a la Tierra con condiciones similares a las de la Tierra y que incluso puede albergar vida es tentador por razones científicas y culturales. Michael Sterzik, subdirector del observatorio Paranal, dijo que caracterizar las propiedades de la atmósfera de un exoplaneta sería un gran éxito para el ELT. Él es muy consciente de cómo un descubrimiento de este tipo atraería directamente al público, algo que ESO hace todo lo posible por destacar cuando tiene en cuenta los grandes costos de la astronomía moderna, dinero que tiene que provenir de gobiernos cada vez más con problemas de liquidez. El ELT bien podría ser el último gran telescopio financiado durante algunas décadas, ya que el mundo se centra en su lugar en salir de los problemas financieros. Pero también podría ser el que detecte las primeras señales de que no estamos solos en el universo.

"La gente está realmente emocionada y quiere saber más sobre sus orígenes y los orígenes del universo", dice Sterzik. "Soy muy optimista de que la financiación seguirá siendo capaz de proporcionar estas instalaciones que ayudan a responder las preguntas fundamentales de la humanidad".


ALMA revela composición inusual del cometa interestelar 2I / Borisov

Un visitante galáctico entró en nuestro sistema solar el año pasado: el cometa interestelar 2I / Borisov. Cuando los astrónomos señalaron Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), financiado por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. Y sus socios internacionales (NRAO / ESO / NAOJ), ALMA se encuentra entre los sistemas astronómicos más complejos y poderosos. observatorios en la Tierra o en el espacio. El telescopio es un conjunto de 66 antenas parabólicas de alta precisión en el norte de Chile. hacia el cometa los días 15 y 16 de diciembre de 2019, por primera vez observaron directamente los productos químicos almacenados dentro de un objeto de un sistema planetario distinto al nuestro. Esta investigación se publica en línea el 20 de abril de 2020 en la revista Astronomía de la naturaleza.

Las observaciones de ALMA de un equipo de científicos internacionales dirigido por Martin Cordiner y Stefanie Milam en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, revelaron que el gas que sale del cometa contenía cantidades inusualmente altas de monóxido de carbono (CO). La concentración de CO es más alta de lo que nadie ha detectado en cualquier cometa dentro de 2 au au Unidad astronómica (au): una unidad de distancia igual a la distancia promedio entre la Tierra y el Sol, o 149,6 millones de kilómetros (93 millones de millas). del Sol (a menos de 186 millones de millas, o 300 millones de kilómetros) [1]. Se estimó que la concentración de CO de 2I / Borisov era entre nueve y 26 veces mayor que la del cometa promedio del sistema solar.

Los astrónomos están interesados ​​en aprender más sobre los cometas, porque estos objetos pasan la mayor parte de su tiempo a grandes distancias de cualquier estrella en ambientes muy fríos. A diferencia de los planetas, su composición interior no ha cambiado significativamente desde que nacieron. Por tanto, podrían revelar mucho sobre los procesos que ocurrieron durante su nacimiento en discos protoplanetarios. "Esta es la primera vez que miramos dentro de un cometa desde fuera de nuestro sistema solar", dijo el astroquímico Martin Cordiner, "y es dramáticamente diferente de la mayoría de los otros cometas que hemos visto antes".

ALMA detectó dos moléculas en el gas expulsado por el cometa: cianuro de hidrógeno (HCN) y monóxido de carbono (CO). Si bien el equipo esperaba ver HCN, que está presente en 2I / Borisov en cantidades similares a las que se encuentran en los cometas del sistema solar, se sorprendieron al ver grandes cantidades de CO. “El cometa debe haberse formado a partir de material muy rico en hielo de CO, que solo está presente a las temperaturas más bajas que se encuentran en el espacio, por debajo de -420 grados Fahrenheit (-250 grados Celsius) ”, dijo la científica planetaria Stefanie Milam.

“ALMA ha sido fundamental para transformar nuestra comprensión de la naturaleza del material cometario en nuestro propio sistema solar, y ahora con este objeto único proveniente de nuestros vecinos de al lado. Es solo debido a la sensibilidad sin precedentes de ALMA en longitudes de onda submilimétricas que podemos caracterizar el gas que sale de objetos tan únicos ", dijo Anthony Remijan del Observatorio Nacional de Radioastronomía en Charlottesville, Virginia y coautor del artículo.

El monóxido de carbono es una de las moléculas más comunes en el espacio y se encuentra dentro de la mayoría de los cometas. Sin embargo, existe una gran variación en la concentración de CO en los cometas y nadie sabe muy bien por qué. Algo de esto podría estar relacionado con el lugar del sistema solar en el que se formó un cometa, algo tiene que ver con la frecuencia con la que la órbita de un cometa lo acerca al Sol y lo lleva a liberar sus hielos que se evaporan más fácilmente.

"Si los gases que observamos reflejan la composición del lugar de nacimiento de 2I / Borisov, entonces muestra que puede haberse formado de una manera diferente a los cometas de nuestro propio sistema solar, en una región exterior extremadamente fría de un sistema planetario distante", agregó Cordiner. . Esta región se puede comparar con la región fría de cuerpos helados más allá de Neptuno, llamada Cinturón de Kuiper.

El equipo solo puede especular sobre el tipo de estrella que albergaba el sistema planetario de 2I / Borisov. “La mayoría de los discos protoplanetarios observados con ALMA están alrededor de versiones más jóvenes de estrellas de baja masa como el Sol”, dijo Cordiner. “Muchos de estos discos se extienden mucho más allá de la región donde se cree que se formaron nuestros propios cometas y contienen grandes cantidades de gas y polvo extremadamente fríos. Es posible que 2I / Borisov provenga de uno de estos discos más grandes ".

Debido a su alta velocidad cuando viajó a través de nuestro sistema solar (33 km / so 21 millas / s), los astrónomos sospechan que 2I / Borisov fue expulsado de su sistema anfitrión, probablemente al interactuar con una estrella que pasaba o un planeta gigante. Luego pasó millones o miles de millones de años en un viaje frío y solitario a través del espacio interestelar antes de que fuera descubierto el 30 de agosto de 2019 por el astrónomo aficionado Gennady Borisov.

2I / Borisov es solo el segundo objeto interestelar detectado en nuestro sistema solar. El primero, 1I / ’Oumuamua, se descubrió en octubre de 2017, momento en el que ya estaba saliendo, lo que dificulta revelar detalles sobre si era un cometa, un asteroide u otra cosa. La presencia de una coma activa de gas y polvo alrededor de 2I / Borisov lo convirtió en el primer cometa interestelar confirmado.

Hasta que se observen otros cometas interestelares, la composición inusual de 2I / Borisov no se puede explicar fácilmente y plantea más preguntas de las que responde. ¿Su composición es típica de los cometas interestelares? ¿Veremos más cometas interestelares en los próximos años con composiciones químicas peculiares? ¿Qué revelarán sobre cómo se forman los planetas en otros sistemas estelares?

"2I / Borisov nos dio el primer vistazo a la química que dio forma a otro sistema planetario", dijo Milam. "Pero solo cuando podamos comparar el objeto con otros cometas interestelares, sabremos si 2I / Borisov es un caso especial, o si cada objeto interestelar tiene niveles inusualmente altos de CO".

El Observatorio Nacional de Radioastronomía es una instalación de la National Science Foundation, operada bajo un acuerdo cooperativo por Associated Universities, Inc.

[1] Un cometa conocido como C / 2016 R2 (PanSTARRS), que provenía de la Nube de Oort, tenía niveles aún más altos de CO que Borisov cuando estaba a una distancia de 2.8 au del Sol.

Contacto con los medios:
Iris Nijman
Gerente de Noticias e Información Pública
Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO)
[email protected]

Esta investigación fue presentada en un artículo titulado "Abundancia inusualmente alta de CO del primer cometa interestelar activo", por M. Cordiner & amp S. Milam, et al., Que aparece en la revista Astronomía de la naturaleza (DOI: 10.1038 / s41550-020-1087-2).

Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación de la Organización Europea para la Investigación Astronómica en el Hemisferio Sur (ESO), la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales ( NINS) de Japón en cooperación con la República de Chile. ALMA está financiado por ESO en nombre de sus Estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) y el Ministerio de Ciencia y Tecnología (MOST) y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) en Taiwán. y el Instituto Coreano de Astronomía y Ciencias Espaciales (KASI).

La construcción y las operaciones de ALMA están dirigidas por ESO en nombre de sus Estados miembros por el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO), administrado por Associated Universities, Inc. (AUI), en nombre de América del Norte y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ ) en nombre de Asia Oriental. El Observatorio Conjunto ALMA (JAO) proporciona el liderazgo y la gestión unificados de la construcción, puesta en marcha y operación de ALMA.


Rare & # 039Christmas Star & # 039 aparece el 21 de diciembre: Aquí & # 039s What Astronomy Says About the Bíblica & # 039Star of Bethlehem & # 039

Es un momento del que mucha gente estuvo hablando durante todo el mes, y ahora finalmente ha llegado. El lunes por la noche, los observadores de todo el mundo pudieron presenciar un evento increíble en el cielo nocturno que no se había visto en casi ocho siglos.

Los dos planetas más grandes de nuestro sistema solar, Júpiter y Saturno, se alinearon el 21 de diciembre para crear lo que a veces se conoce como la "Estrella de Navidad".

Cuando los planetas se alinearon el día que marcaba el inicio del solsticio de invierno, parecían formar un planeta doble.

Mire la transmisión EN VIVO de la conjunción del Observatorio Griffith:

Es un evento raro y uno que no se ha visto desde la Edad Media, según Rick Larson del documental "Star of Bethlehem".

"Lo que está sucediendo el 21 de diciembre, por hermoso que sea, no es la Estrella de Belén", le dice Larson a CBN News. Esta Estrella de Navidad solo involucra a Júpiter y Saturno, pero él cree que la verdadera Estrella de Belén era mucho más compleja, involucrando a dos planetas junto con varios otros cuerpos celestes notables.

Larson ha investigado mucho sobre este tema, rastreando los movimientos reales de los planetas y las estrellas hasta la época de Cristo. "La Estrella de Belén es una conjunción de Júpiter y Venus", explica. "La conjunción, lo que significa una unión, estaba tan cerca que básicamente se apilaron como una figura de 8 y no oscurecieron el brillo del otro, y el resultado fue la estrella más brillante que alguien vivo jamás haya visto".

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Teorías sobre la 'estrella de Belén'

Como ha informado CBN News, si bien ha habido muchas teorías sobre la identidad de la estrella bíblica de Belén que apareció en el nacimiento de Cristo, una combinación de investigación histórica, conocimiento astronómico y comprensión bíblica se ha unido para presentar una explicación plausible que es a la vez milagroso y comprensible.

Como señala Larson, esta teoría encuentra que el planeta Júpiter es parte de esa estrella. En el mundo antiguo, todos los cuerpos celestes se consideraban "estrellas".

Los magos o los tres sabios eran, muy probablemente, consejeros de la corte de Babilonia que usaban las estrellas para guiar al gobernante. ¿Por qué Dios guiaría a los astrólogos, de todas las personas, al Rey de reyes? Este ejemplo, según algunos escritores, fue el primer ministerio humano de Cristo a los incrédulos.

¿Quiénes eran exactamente los magos?

Pero, ¿quiénes eran estos misteriosos sabios? Un antiguo escritor judío, Filón, habla de ellos.

Larson, un experto en la estrella bíblica de Belén, dijo una vez a CBN News que Philo "describe una escuela de magos en particular, la llama la escuela oriental, y alaba a estos magos. Dice que estos chicos entendieron el orden natural y son capaces de explicar el orden natural para otros. Y eran, según Philo, probablemente lo que podríamos llamar protocientíficos ".

Larson explica que lo que probablemente vieron los magos fueron cinco conjunciones astronómicas que tuvieron lugar durante un período de tiempo desde agosto del 3 a. C. hasta junio del 2 a. C. Cuando un planeta pasa junto a otro y, como se ve desde la Tierra, se alinean, eso habría sido de gran importancia para estos astrólogos asesores.

Leo, Venus, Júpiter y Regulus

We now know what these conjunctions meant to these Magi as they would have observed from their far-off land. The conjunctions involved the constellation Leo the Lion, the planet Venus, the planet Jupiter and the star Regulus.

To the Babylonians, the lion represented Israel. Venus was motherhood. Jupiter stood for fatherhood or kingship. And Regulus symbolized royalty.

Put these together in the Babylonian mindset and what do you get? A clear and repeated message that a grand king had been born in Israel.

Larson used computerized astronomical tools to track the convergence of these heavenly signs involving Jupiter, Venus, Leo, and Regulus, back to when they would have occurred.

"Nine months after that first conjunction – nine months – the gestation period of a human. We see Jupiter and Venus come together to form the brightest star anyone had ever seen," Larson said.

That would have been in mid-June of 2 BC – again near Regulus in Leo. Eventually, Larson traces it all to a conclusion on Dec. 25, in 2 BC.

"Of course, they didn't use our calendar – you know December 25th meant nothing to them. They never heard of December, but to us, it could be a sign and it is interesting that the gifting did occur on December 25th," he said.

The Heavens Declare the Glory of God

With today's telescopes, the grandeur of the skies is more visible than ever before. Yet even with the naked eye, the Psalmist proclaimed "the heavens declare the glory of God."

How can he do that? Could the Star of Bethlehem be an example in announcing the Messiah? Or is this some kind of misguided astrology?

"The Bible comes down extremely hard on astrology. Reverence for the stars, the idea that stars order your life or guide you or whatever – did you know it was a killing offense in the Old Testament?" Larson said.

But the Bible also says that God put signs in the sky. Perhaps the Star of Bethlehem was like a thermometer.

"A thermometer can tell you if it's hot or cold but it can't make you hot or cold – because it's not an active agent. Stars are like that. According to the Bible, they can tell you things they can be signs from a higher power, from God on high. But they can't make you do anything, they're burning balls of gas, you know," Larson said.

The Romans Thought the Star Was About Them -- Instead, It Announced the King of Kings

Of course, the Romans who ruled most of the known world at the time thought the star was about them and they even put the star on one of their coins with an image of Caesar Augustus, which represents how impressive the star was. A sort of Star of Rome rather than the Star of Bethlehem. While they did record the historical star, they missed the fact that a new king had been born in a manger in Bethlehem.

While the mortal Augustus has long passed from history, Jesus is worshipped by millions around the world as the Alpha and Omega, the Beginning and the End, The Eternal One Who created the heavens and the signs of His own coming – who said that one day he would also return.

The Magi knew right where to look for this infant king, heading to the capital city of the Jews, Jerusalem, and the Jews sent them into Bethlehem, a place from which the Jewish scriptures prophesied the king would come. The rest is history.

Editor's Note: CBN News has been reporting for years about the true biblical Star of Bethlehem. Much of the material for this story was originally researched and written by Gailon Totheroh nearly two decades ago.

Who is Jesus? Is he really God’s Son? And what does Jesus have to do with Heaven? Your questions are answered here.


Interferometry

Why do we talk about ALMA as though it were a single telescope, when in fact it is made up of several antennas spread out across the Chajnantor Plateau?

These antennas make up the array mentioned in its name: Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Its modern design enables the antennas to work together as if they were a single giant telescope, more powerful than any individual antenna that can be built. Without this particular technology, it would be impossible to achieve ALMA’s ambitious scientific goals. This is due to a fundamental limitation of any telescope made up of a single antenna or mirror: its low level of precision.

The resolution (or level of detail of the image) attained by a telescope made up of a single antenna depends on both the wavelength in which it operates and the diameter of its antenna or mirror. A longer wavelength results in a lower resolution and a greater diameter results in a better resolution. In consequence, a telescope that captures longer wavelengths obtains a lower image resolution than a telescope of the same size that operates on optic or infrared lengths.

The European Southern Observatory’s (ESO) Very Large Telescope (VLT) on Cerro Paranal to study optic and infrared waves has 4 individual telescopes with 8.2-meter diameter mirrors. At an approximate infrared wavelength of 2 micrometers, these attain -thanks to the adaptive optics- a maximum resolution of approximately 50 milliarcseconds (just over 10 millionths of a degree). The 12-meter diameter of the ALMA antennas is 50% greater than the diameter of the VLT mirrors. However, ALMA observes in wavelengths on a submillimetric range, in other words, with wavelengths up to one thousand times longer than those of infrared light. This far surpasses the slight advantage that these antennas have over the VLT mirrors in terms of size, where an ALMA antenna operating on millimetric wavelengths has a resolution of 20 arcseconds.

In fact, for a single ALMA antenna to reach a resolution comparable to the VLT resolution, it would need several kilometers of reflective surface, whose construction would undoubtedly be non-viable. This is why ALMA is comprised of an array of antennas spread out across a vast area, working together under a method known as interferometry.

The resolution of an interferometer does not depend on the diameter of the individual antennas, but rather the maximum distance between these (baselines), because the resolution increases as the distance between them increases. The antenna signals are combined and processed on a supercomputer -the ALMA Correlator– to simulate an individual radio telescope. In other words, an interferometer works like a radio telescope equivalent to the size of the complete array.

As the distance between the antennas increases, the resolution capacity of the interferometer increases, enabling it to capture more subtle details. The possibility of combining signals from antennas separated by several kilometers of baseline is crucial to obtaining an extremely fine resolution and very detailed images.

The ALMA main array has 50 12-meter diameter antennas arranged in specific layouts with distances from 150 meters up to 16 kilometers. This array simulates a giant telescope, much larger than any single-antenna telescope that can feasibly be constructed today. In fact, ALMA has a maximum resolution that is even higher than the Hubble space telescope’s resolution on visible wavelengths.

Four additional 12-meter diameter antennas and twelve 7-meter antennas form the Morita Array or the Atacama Compact Array (ACA). The 7-meter diameter antennas can concentrate on a smaller area without interfering with each other. Due to the way in which the interferometers work, this arrangement provides a more general image of the astronomical objects being observed. On the other hand, the four ACA 12-meter diameter antennas are used separately to measure the absolute glow of the objects observed, a level that cannot be measured with an interferometer.

The different telescope configurations enable astronomers to study both the general structure of an astronomic source and its most minuscule details. However, to move from a more compact configuration to a broader one, the antennas must be moved. This is done with customized transporter trucks that are capable of lifting the antennas (which weigh over 100 tons) and transporting them along several kilometers of desert and then placing them on concrete pads with millimetric precision.

With interferometry, the numerous ALMA antennas operate together as a single scientific device, enabling astronomers to make observations that would otherwise be impossible to attain with a single antenna. This is why we refer to ALMA as a revolutionary telescope instead of a group of antennas.

To learn more about how interferometry works at ALMA, see the article entitled How will ALMA make images?, published in ALMA Newsletter nº 5.


Radio interferometry

Do you remember the two-slit experiment from your early physics classes? A source of light shines through two narrow slits onto a distant screen. The resulting pattern of light on the screen depends on the exact distance that light rays have travelled from each of the two slits when they meet on the screen.

  • by an INTEGER number of wavelengths, the interference is constructive, and we see a bright spot
  • by a HALF-INTEGER number of wavelengths, the interference is destructive, and we see a dark spot

If the two holes are vertical slits, they create a pattern which looks something like this:

If the two holes are perfect point sources, the pattern they create looks more like this:


Image courtesy of Frederic Boone

The job of an interferometer is to sample the interfering waves at several locations, and then to use the measured pattern to re-construct the number and locations and brightness of the sources.

Note that this will only work for waves, because it requires the presence of interference. The wave nature of the experiment is crucial.

You've probably seen diagrams like this many times when discussing the two-slit experiment, right? The wavy line next to the screen illustrates the result of the waves from the two slits interfering: a bright spot at the center of the screen, then a dark spot a small distance to the side, then a bright spot again at a larger distance. And it's correct: if you measure the amplitude of the combined light waves at these locations, there is a maximum at the center, a minimum (zero) a small distance to one side, and then a maximum again a bit farther to the side.

But if you were to measure the phase of the wave at these locations, you'd find that the central bright spot has a positive phase, while the first bright spot to the side has a negative phase. The dark spots correspond to zeroes of the wave.

The ability to measure the PHASE, as well as the amplitude, of the combined waves, is what gives interferometry its true power. And so, in order to make full use of this technique, we need to employ detectors which can record not only amplitude, but also phase.

  • optical wavelengths are much smaller, requiring structures to be built to much, much stricter tolerances
  • the frequencies of optical waves are much, much, higher, requiring much more sophisticated electronics to record them accurately
  • the Earth's atmosphere has a stronger distorting effect on optical light waves

Why bother with multiple telescopes?

Combining information from several telescopes is way more complicated than using a single telescope . so why do it? Optical and X-ray astronomers do just fine without any fancy multi-dish techniques, so what's the big attraction in the radio?

Maybe the biggest reason scientists have spent so much time and energy developing interferometry in the radio is simply

Remember that the diffraction limit for a single telescope is roughly


Image courtesy of Wikipedia

That's . not very sharp. Would you be satisfied with pictures of M33 like this .

But how large would radio telescopes have to be to provide resolutions similar to that of optical telescopes? Suppose we want to provide a resolution of 1 arcsecond.

Building structures that large seems . difficult.

A very basic radio interferometer

A very simple system consists of two antennae, separated by some distance D. We point both antennae at the same source in the sky, measure the electric signal induced in each one, and combine those two signals. Note that, in general, one of the antenna will be a bit closer, dL, to the target than the other hence, wave fronts from the target will reach that antenna a bit earlier. We need to delay the signal from that antenna by the extra time, dt = dL / c, that it takes the waves to reach the farther antenna before we combine the signals.


Image taken from Introduction to Radio Interferometers by Mike Garrett (ASTRON/Swinburne)

A single point source of waves will produce a simple, constant output. Easy peasy. This will be true no matter how far apart the dishes are placed.

But what if the source is more complicated? Suppose that the source is double: two points of radio waves, separated by some angular distance &theta. The waves from these sources will interfere with each other, creating a familiar pattern when they reach the ground:


Figure taken in part from The Physics Classroom

If the two dishes are close together, they will record almost exactly the same combination of the two wave fronts . and so we would deduce a single source.

But if we move the dishes farther apart, they will sample the combined waves in signficantly different regions, recording very different results. That will be our clue that the source is NOT a single point.


Figure taken in part from The Physics Classroom

One might build a simple two-element interferometer with movable dishes, so that one could change the spacing and measure the combined signal at many different separations. Radio (and a few optical) astronomers use the term "visibility amplitude" to describe something like this.


Visibility curve of psi Phoenicis measured by the VLT courtesy of ESO

The relationship between sky and "uv" coordinates

  • sky: the intensity T(l, m) of radio waves in the sky at angular location (l, m), where l and m are measured in radians
  • ground: the complex visibility V(u, v) of correlated waves measured at position (u, v) on the ground, where u and v are measured in wavelengths

Intensity T(l, m) is pretty much what you know and love: the brightness of some sources in the sky, over some small angular region. If you took a picture with a regular optical telescope and a CCD, your digital image showing intensity as a function of (x, y) coordinates on the chip would be a faithful map of T(l, m).

The connection between the intensity in the sky and the recorded signals on the ground is simply (hah!) a Fourier Transform:


Equations taken from Imaging and Deconvolution by David Wilner (Harvard-SAO)

For example, given a rather unusual source T(l, m) shown below, one can compute the visibility's amplitude and phase.


Figure taken from Imaging and Deconvolution by David Wilner (Harvard-SAO)

Perhaps a more simple, and familiar, example, is that of a uniform disk. Suppose you look at a star with an interferometer. The response of your combined signals on the ground will be . an Airy function (aka Bessel function)!


Figure taken from Imaging and Deconvolution by David Wilner (Harvard-SAO)

This particular relationship explains the figure I showed a short time ago: the "visibility curve" for a giant star, measured using an (optical) interferometer. When the elements are close together, they see pretty much the same signal but as they move farther apart, the dishes fall into the first zero of the Airy function, and the combined signal drops to a small value. In this particular case, astronomers were able to determine that the disk of phi Phoenicis has an angular diameter of about 0.0082 arcseconds.


Visibility curve of psi Phoenicis measured by the VLT courtesy of ESO

Using "uv" coordinates to build a beam

We can go the other way, too: if we start with a set of dishes on the ground, at some specific coordinates (u, v), then we can use a Fourier Transform to figure out what sort of "beam", or "shape of sensitivity", they will have on the sky.

For example, a pair of dishes which are close together on the ground, separated horizontally, will be most sensitive to sources which are separated horizontally in space, but far apart.


Figure taken from Imaging and Deconvolution by David Wilner (Harvard-SAO)

If we move the dishes farther apart, then the "beam" responds better to sources which are close together on the sky.


Figure taken from Imaging and Deconvolution by David Wilner (Harvard-SAO)

If we "tilt" the baseline between the dishes on the ground, then the pattern of the "beam" in the sky also tilts.


Figure taken from Imaging and Deconvolution by David Wilner (Harvard-SAO)

But what if we have more than two antennae? If we have three antennae (A, B, C) then we can compute the correlation between each pair:

So, 3 dishes gives us 3 pairs. If the 3 antennae are not colinear, then each pair will create a set of fringes which are tilted in a different direction. The net result will be that our 3-element interferometer will be able to distinguish structure in more than a single spatial direction.


Figure taken from Imaging and Deconvolution by David Wilner (Harvard-SAO)

If we add more antennae, we create more baselines, and our sensitivity to structure on different scales and in different directions increases. Suppose we have 7 antennae.


Figure taken from Imaging and Deconvolution by David Wilner (Harvard-SAO)

If we acquire measurements over a period of several hours, then the Earth's rotation will move our antennae in the (u, v) plane, providing a more even and uniform coverage. That means that our "beam" becomes narrower and better defined.


Figure taken from Imaging and Deconvolution by David Wilner (Harvard-SAO)

For any particular configuration of dishes, there will be a SMALLEST and a LONGEST baseline between elements. Those extreme separations set limits on the spatial features which can be detected with the configuration:

  • the LONGEST baseline sets the limit on the smallest angular features which can be resolved
  • the SMALLEST baseline sets the limit on the largest angular features which can be detected properly

In other words, it's the innermost region of the (u,v) plane which gives you information on large, extended emission but the outermost region of the (u,v) plane which lets you notice small details.


Figure taken from Imaging and Deconvolution by David Wilner (Harvard-SAO)

In fact, interferometers are notorious for being unable to measure the TOTAL FLUX of a source properly. If you want to be sure that you've properly recorded the flux of a source, it's best to use a single dish which creates a beam larger than the object.

So, in general, the arrangement of your antennae (and the rotation of the Earth) create a pattern in the (u,v) plane (upper right). The fourier transform of that pattern yields the shape and size of the "dirty beam" on the sky (upper left). When one convolves a true map of intensity on the sky (lower left) with this dirty beam, one finds the result of the observing session: a "dirty image", (lower right), which combines real features on the sky with artifacts due to the incomplete coverage of the (u,v) plane.


Figure created by David Wilner

The Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array (ALMA) is one of the newest and most powerful interferometers. It sits very high in the mountains of Chile, at an altitude of about 5000 meters.


Image courtesy of Ariel Marinkovic – ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

ALMA consists of 66 antennae of several different sizes, which can be arranged in several configurations. The baselines between elements range from around 150 meters to 16,000 meters.

One of ALMA's most recent discoveries is a set of 11 young proto-stars which lie not far from the center of our Milky Way Galaxy. One of them looks like this:


Taken (and slightly modified) from Figure 1 of Yusef-Zadeh et al., ApJL 850 (2017)

But ALMA can do more than images -- it can also provide spectra. Or spectral images.


Taken from Figure 1 of Yusef-Zadeh et al., ApJL 850 (2017)

Para más información

  • There are many good references on radio astronomy written by real experts.
    • Essential Radio Astronomy by Jim Condon and Scott Ransom (NRAO)
    • Basic Knowledge of Radio Astronomy (Chap 1) by Tetsuo Sasao and Andre B. Fletcher, is a compact collection of information
    • Single Dish Basics by Katey Alatalo and Amber Bauermeister, is an even more compact set of notes.
    • Introduction to Radio Astronomy by the ALFALFA team at Cornell
    • Introduction to Radio Interferometry by Crossley, Peck, Braatz and Bemis (NRAO)
    • Introduction to Radio Interferometers by Mike Garrett (ASTRON/Swinburne)
    • Interferometry Basics by Andrea Isella, CalTech CASA Radio Analysis Workshop, Jan 19, 2011
    • A brief introduction to radio interferometry I by Nebiha Shafi (Wits/HartRAO)
    • Are interferometers really just venetian blinds? Frederic Boone (LERMA, Observatoire de Paris) says "perhaps."
    • Imaging and Deconvolution by David Wilner (Harvard-SAO)
    • The Virtual Radio Interferometer is a Java applet which (alas) may not run under many modern browsers
    • friendlyVRI is a tool written in Python.
    • 24 hours of e-VLBI/Demo is a (defunct) re-packaging of the Virtual Radio Interferometer in a Java Webstart format

    Copyright y copia Michael Richmond. Este trabajo tiene una licencia Creative Commons.


    Chile's ALMA probes for origins of universe

    In this Sept. 27, 2012 photo, radio antennas face the sky as part of one of the worlds largest astronomy projects, the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chajnator in the Atacama desert in northern Chile. Linked as a single giant telescope, the radio antennas pick up wavelengths of light longer than anything visible to the human eye and colder than infrared telescopes, which are good at capturing images of distant suns but miss planets and clouds of gases from which stars are formed. (AP Photo/Jorge Saenz)

    (AP)—Earth's largest radio telescope is growing more powerful by the day on this remote plateau high above Chile's Atacama desert, where visitors often feel like they're planting the first human footprints on the red crust of Mars.

    The 16,400-foot (5,000-meter) altitude, thin air and mercurial climate here can be unbearable. Visitors must breathe oxygen from a tank just to keep from fainting. Winds reach 62 mph (100 km) and temperatures drop to 10 below zero (minus 25 Celsius).

    But for astronomers, it's paradise.

    The lack of humidity, low interference from other radio signals and closeness to the upper atmosphere make this the perfect spot for the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, or ALMA, which is on track to be completed in March.

    So far, 43 of the 66 radio antennas have been set up and point skyward like 100-ton white mushrooms. Linked as a single giant telescope, they pick up wavelengths of light longer than anything visible to the human eye, and combine the signals in a process called interferometry, which gives ALMA a diameter of 9.9 miles (16 kilometers). The result is unprecedented resolution and sensitivity—fully assembled, its vision will be up to ten times sharper than NASA's Hubble Space Telescope.

    "What surprises me is what is being observed. Until now, we haven't had such a capable observatory. We've never been able to observe with such resolution, such accuracy," says David Rabanus, ALMA's instrument group manager.

    More than 900 teams of astronomers competed last year to be among the first to use the array, and scientists from around the world are already taking turns at the joysticks.

    They're looking for clues about the dawn of the cosmos—from the coldest gases and dust where galaxies are formed and stars are born, to the energy produced by the Big Bang. So-called birthing clouds of cold gases and debris can look like ink stains with other telescopes, but ALMA can show their detailed structures.

    ALMA also reaches farther beyond Earth's nitrogen-blue skies than any other radio telescope and has already captured images different from anything seen before by visible-light and infrared telescopes. After a 2003 groundbreaking, scientific operations began last year with a quarter of ALMA's final capacity.

    Seeing in three dimensions made possible the recent discovery of a spiral structure surrounding R Sculptoris, providing new insights about how dying red giant stars implode and send off raw material that will later form into other stars. Those results were published in the scientific journal Nature. ALMA has even been able to detect sugar molecules in the gas surrounding a star about 400 light years away, proving the existence of life's building blocks there.

    In this Sept. 26, 2012 photo, people work on antennas at the European assembly area at one of the worlds largest astronomy projects, the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in the Atacama desert in northern Chile. Linked as a single giant telescope, the radio antennas pick up wavelengths of light longer than anything visible to the human eye and colder than infrared telescopes, which are good at capturing images of distant suns but miss planets and clouds of gases from which stars are formed. (AP Photo/Jorge Saenz)

    Jointly funded and managed by the United States, Canada, the European Union, Japan and Taiwan, the $1.5 billion project is an engineering triumph that launches Chile, already home to some of the world's largest optical telescopes, to the forefront of ground-based space exploration.

    In this Sept. 26, 2012 photo, the moon shines over radio antennas at the operations support facility of one of the worlds largest astronomy projects, the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in the Atacama desert in northern Chile. Linked as a single giant telescope, the radio antennas pick up wavelengths of light longer than anything visible to the human eye and colder than infrared telescopes, which are good at capturing images of distant suns but miss planets and clouds of gases from which stars are formed. (AP Photo/Jorge Saenz)

    "We're talking about the United Nations of astronomy joined for a billion dollar adventure. Scientists are like kids playing with very expensive toys and these ones are technological developments that could change the world," said Jose Maza, a University of Chile astronomy professor.

    But this space race isn't over: Australia and South Africa are competing to build The Square Kilometer Array, combining thousands of small dishes to create a radio telescope 50 times more sensitive than ALMA once completed in 2024.

    ALMA's parts are shipped from all over the world and assembled at a warehouse 9,514 feet (2,900 meters) above sea level. The precision is micrometric. The telescope employs reflecting panels that must be aligned and glued so accurately to withstand each winter's subzero temperatures and bounce radio waves within a hundredth of a millimeter's precision.

    The dishes are hauled up to their final destination by two custom-made 28-wheel transporters that roar along snaky roads, lined with oversized cactuses and grazing vicunas below the snow-peaked Licancabur volcano. The trip is only 22 miles (35 kilometers), but it takes five hours for the huge platforms to reach the plateau.

    Each antenna is perched on a rotating steel pedestal with precisely installed copper lining to protect from lightning. Each dish has a sensitive receiver made of carbon fiber to avoid thermal expansion. The structures, 40 feet (12-meter) tall, lean closer together or farther apart as astronomers zoom in or get wider views. The ALMA correlator, which calculates more than 20 quadrillion operations per second, is the fastest computer ever used at an astronomical site. It compiles the data into a single large view.

    "We came from the caves and we're here now just because of curiosity," said Rieks Jager, system integration manager at ALMA, as he stepped out of the control room near the "silent area" military-style barracks where astronomers sleep during the day. "It's not always clear what we study, or whether it's useful for society, but overall it's absolutely essential for humankind."

    It's a quantum leap forward since Italian astronomer Galileo Galilei invented one of the first telescopes in the 17th century, discovering sunspots and valleys on the surface of the moon.

    "Astronomy has been with us forever and we still have so much more to go," said Maza, the astronomy professor. "If we hadn't asked ourselves so many questions by looking at the stars we would still be . hunting buffalos. At the end, all of man's development comes from the act of leaving the stones aside and looking upward at the twinkling stars and asking, 'Why?' "

    ALMA reminds Juan Rodrigo Cortes, one of the observatory's astronomers, of a phrase from Antoine De Saint Exupery's book "The Little Prince"—"What is essential is invisible to the eyes."

    "What's essential here is the material that creates stars, galaxies, clouds, that doesn't emit light visible to our eyes, but goes way beyond the infrared at much longer wavelengths, and that's why our eyes can't see it," Cortes said. "ALMA gives us eyes."

    Scientists and researchers are willing to go to extremes to catch a glimpse of the universe through those eyes.

    As many as 500 people at a time live at 9,500 feet above sea level in shipping containers modified as trailers. Alcohol is banned due to the sensitivity of the equipment, and those caught drinking after trips to the nearby city of San Pedro de Atacama must sleep at the security checkpoint while they dry out. Their shifts can last 12 hours daily for eight straight days.

    Even the weather is unpredictable. Although the clearest of skies are the norm, this year, scientists have had to deal with mudslides, floods and thunderstorms. But most of the time, they seem to be far removed from the rest of the world.

    Inside ALMA's control room, German astronomer Rainer Mauersberger had no idea he had put his orange sweater on backward. He was thinking about the formation of galaxies, hoping perhaps to spot a black hole.

    "This project has to do with the origin of our life and our future," Mauersberger explained as he sat near a long table full of Halloween masks, used by the scientists to share a light moment or a laugh to break up the long days and nights of stargazing.

    "It's about how can we predict our future climates, the evolution of the earth, the sun, our species," he said. "We know more about our universe, our culture, than we ever dreamt of 100 years ago. Our prediction is that the real surprises here will come with things that we can't even begin to imagine."

    Copyright 2012 The Associated Press. Reservados todos los derechos. Este material no puede ser publicado, difundido, reescrito o redistribuido.


    See The Universe Through The Eyes Of ALMA, The World’s Most Complex Telescope

    The idea of a modern telescope is simple: collect light from a distant object, at high resolution, and record it.

    But with an array of telescopes, you can do even better.

    Instead of the number of wavelengths fitting across a single dish, your resolution is determined by the distance between dishes.

    ALMA, the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, consists of 66 large radio telescopes networked together.

    Combined, they measure this long-wavelength light to reveal astronomical details as never before.

    Ultra-distant galaxies are better seen with ALMA than even Hubble.

    Molecular gas signatures are revealed.

    Even their internal rotations can be measured.

    Dying stars in our own galaxy create remarkably intricate patterns in the surrounding gas.

    Young, nearby stars, like Fomalhaut, emit radio light via the protoplanetary disk surrounding it.

    ALMA captures the birth cries of individual stars.

    ALMA showcases the trails of gas that cool and contract to form new stars during galaxy collisions.

    But most impressively, ALMA reveals unprecedented views of planetary formation around new stars.

    It maps out the locations of newly-forming planets via gaps in their protoplanetary disks.

    ALMA’s lessons provide educational insights into how our own Solar System formed.

    Mostly Mute Monday tells the astronomical story of an image, phenomenon, or observatory in visuals and no more than 200 words. Habla menos sonríe más.


    See The Universe Through The Eyes Of ALMA, The World's Most Complex Telescope

    Meteoro, fotografiado sobre el Atacama Large Millimeter / submilimeter Array, 2014. ALMA quizás lo sea. [+] the most advanced and most complex array of radio telescopes in the world, and is also an integral part of the Event Horizon Telescope.

    The idea of a modern telescope is simple: collect light from a distant object, at high resolution, and record it.

    The Arecibo radio telescope as viewed from above. The 1000 foot (305 m) diameter was the largest . [+] single-dish telescope from 1963 until 2016. Arecibo helped pinpoint the location of the first known repeating FRB source. But an array of smaller telescopes can accomplish things that even a massive dish like this cannot.

    H. Schweiker/WIYN and NOAO/AURA/NSF

    But with an array of telescopes, you can do even better.

    A large number of dishes close together, as part of ALMA, helps create many of the most detailed . [+] images in the fainter areas, while a smaller number of more distant dishes helps hone in on details in the brightest locations.

    Instead of the number of wavelengths fitting across a single dish, your resolution is determined by the distance between dishes.

    The Atacama Large Millimeter submillimeter Array (ALMA) are some of the most powerful radio . [+] telescopios en la Tierra. These telescopes can measure long-wavelength signatures of atoms, molecules, and ions that are inaccessible to shorter-wavelength telescopes like Hubble, but can also measure details of protoplanetary systems and, potentially, even alien signals that even infrared telescopes can't see.

    ALMA, the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, consists of 66 large radio telescopes networked together.

    Different instruments can reveal different details about any astronomical object, dependent on . [+] wavelength and resolution. ALMA, owing to its uniquely high-resolution capabilities, can see details of new star formation and very cool gas better than any other observatory.

    ESO, NASA, ALMA, CXC, VLA and more

    Combined, they measure this long-wavelength light to reveal astronomical details as never before.

    Los telescopios ópticos como el Hubble son extraordinarios para revelar luz óptica, pero la expansión de. [+] el Universo desplaza al rojo gran parte de la luz de galaxias distantes fuera de la vista del Hubble. Los observatorios infrarrojos y de mayor longitud de onda, como ALMA, pueden captar los objetos distantes que están demasiado desplazados al rojo para que el Hubble los vea.

    ALMA / Hubble / NRAO / NSF / AUI

    Ultra-distant galaxies are better seen with ALMA than even Hubble.

    Mirando hacia atrás a través del tiempo cósmico en el campo ultraprofundo del Hubble, ALMA rastreó la presencia de carbono. [+] gas monóxido. Esto permitió a los astrónomos crear una imagen tridimensional del potencial de formación de estrellas del cosmos. Las galaxias ricas en gas se muestran en naranja.

    R. Decarli (MPIA) ALMA (ESO / NAOJ / NRAO)

    Molecular gas signatures are revealed.

    Hubble data (background) and ALMA data (inset, false-colored) have revealed the internal motions, . [+] for the first time, of normal galaxies that are so far away. The red and blue portions show the relative redshifts and blueshifts caused by galactic rotation.

    Hubble (NASA/ESA), ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), P. Oesch (U. Geneva) and R. Smit (U. Cambridge)

    Even their internal rotations can be measured.

    Observations using the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) have revealed an . [+] unexpected spiral structure in the material around the old star R Sculptoris. This feature has never been seen before and is probably caused by a hidden companion star orbiting the star.

    ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/M. Maercker et al.

    Dying stars in our own galaxy create remarkably intricate patterns in the surrounding gas.

    This view shows a new picture of the dust ring around the bright star Fomalhaut from the Atacama . [+] Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). The orange ALMA observations provide information about the size and mass of any orbiting planets present.

    ALMA (ESO/NAOJ/NRAO). Visible light image: the NASA/ESA Hubble Space Telescope

    Young, nearby stars, like Fomalhaut, emit radio light via the protoplanetary disk surrounding it.

    A new star, very massive and in the earliest stages of its life cycle, displays a protoplanetary . [+] disk and bipolar jets that only ALMA has the capability of revealing.

    ALMA captures the birth cries of individual stars.

    Multiwavelength composite of interacting galaxies NGC 4038/4039, the Antennae, showing their . [+] namesake tidal tails in radio (blues), past and recent starbirths in optical (whites and pinks), and a selection of current star-forming regions in mm/submm (orange and yellows). Inset: ALMA’s first mm/submm test views, in Bands 3 (orange), 6 (amber), & 7 (yellow), showing detail surpassing all other views in these wavelengths.

    (NRAO/AUI/NSF) ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) HST (NASA, ESA, and B. Whitmore (STScI)) J. Hibbard, (NRAO/AUI/NSF) NOAO/AURA/NSF

    ALMA showcases the trails of gas that cool and contract to form new stars during galaxy collisions.

    Sugar molecules in the gas surrounding a young, Sun-like star. The combined data from many . [+] observatories, including ALMA, reveal these molecular signatures and their locations.

    ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Calçada (ESO) & NASA/JPL-Caltech/WISE Team

    But most impressively, ALMA reveals unprecedented views of planetary formation around new stars.

    Misaligned protoplanetary disks do exist, but we have yet to find a real-life system where . [+] protoplanetary disks are actively interacting with one another. This image is based on ALMA data of HK Tau shown in a composite image with Hubble infrared and optical data.

    B. Saxton (NRAO/AUI/NSF) K. Stapelfeldt et al. (NASA / ESA Hubble)

    It maps out the locations of newly-forming planets via gaps in their protoplanetary disks.

    The protoplanetary disk around the young star, HL Tauri, as photographed by ALMA. The gaps in the . [+] disk indicate the presence of new planets. Once enough heavy elements are present, some of these planets can be rocky. This system is already hundreds of millions of years old, and the planets there are likely nearing their final stages and orbits.

    ALMA's lessons provide educational insights into how our own Solar System formed.

    The protoplanetary disk around the star TW Hydrae shows gaps in it, which are inferred to evidence . [+] of newly formed/forming protoplanets. Potential planet locations annotated by E. Siegel.

    S. Andrews (Harvard-Smithsonian CfA) B. Saxton (NRAO/AUI/NSF) ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)


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