Nowy instrument, który został zamontowany na 12-metrowym radioteleskopie Atacama Pathfinder Experiment (APEX) na 5000 metrach n.p.m. w Andach Chilijskich, otworzył wcześniej mało wykorzystywane okno na Wszechświat. SEPIA - odbiornik dla APEX przygotowany przez Szwecję i ESO – będzie wykrywać słabe sygnały od wody i innych molekuł w Drodze Mlecznej oraz pobliskich galaktykach i we wczesnym Wszechświecie.
Instrument SEPIA [1], zainstalowany w tym roku na APEX, jest czuły na promieniowanie w zakresie długości fali 1,4–1,9 milimetra [2]. Wyjątkowe warunki obserwacyjne na ekstremalnie suchym płaskowyżu Chajnantor w północnym Chile oznaczają, że SEPIA jest w stanie wykryć słane sygnały pochodzące z kosmosu, pomimo że w innych miejscach na Ziemi zakres ten jest blokowany przez parę wodną w atmosferze.
Ten zakres długości fali cieszy się wielkim zainteresowaniem astronomów, gdyż występują w nim sygnały od wody w kosmosie. Woda jest ważnym wskaźnikiem wielu procesów astrofizycznych, w tym powstawania gwiazd. Uważa się także, że odgrywa istotną rolę w powstaniu życia. Badając wodę w kosmosie – w obłokach molekularnych, w obszarach gwiazdotwórczych, a nawet w kometach w Układzie Słonecznym – naukowcy spodziewają się uzyskać wskazówki na temat roli wody w Drodze Mlecznej i w historii Ziemi. Co więcej, czułość SEPIA plasuje instrument jako potężne narzędzie także do wykrywania tlenku węgla i zjonizowanego węgla w galaktykach we wczesnym Wszechświecie.
Nowy odbiornik SEPIA został wykorzystany do przeprowadzenia testowych obserwacji astronomicznych na APEX w trakcie 2015 roku. Identyczne odbiorniki są instalowane na antenach ALMA. Wyniki z nowych detektorów na APEX pokazują, że pracują dobrze. Po okresie testów, instrument SEPIA będzie dostępny dla społeczności naukowej. Astronomowie mogą teraz składać wnioski obserwacyjne na za pomocą SEPIA.
„Pierwsze pomiary przy użycia instrumentu SEPIA na teleskopie APEX pokazują, że naprawdę otwieramy nowe okno związane z poszukiwaniem wody w przestrzeni międzygwiazdowej – SEPIA da astronomom szansę na poszukiwanie obiektów, które nie mogą być badane w większej zdolności rozdzielczej, gdy te same odbiorniki zaczną pracę w ramach sieci ALMA” mówi John Conway, dyrektor Onsala Space Observatory, Chalmers University of Technology w Szwecji.
Tak jak ciemne niebo ejst kluczowe do zobaczenia słabych obiektów w świetle widzialnym, to bardzo sucha atmosfera jest potrzebna do odebrania sygnałów od wody w kosmosie na dłuższych falach. Ale suche warunki nie są jedynym wymaganym kryterium – detektory muszą być chłodzone do bardzo niskiej temperatury –269 stopni Celsjusza — zaledwie 4 stopnie powyżej zera absolutnego. Najnowsze osiągnięcia technologiczne dopiero teraz pozwoliły na stworzenie takich detektorów i uczynienie ich praktycznymi urządzeniami.
APEX, który jest projektem we współpracy pomiędzy Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR), Onsala Space Observatory (OSO) oraz ESO, to największy pojedynczy teleskop submilimetrowe działający na półkuli południowej. Jest oparty na prototypowej antenie skonstruowanej dla projektu ALMA.
Uwagi
[1] Skrót SEPIA oznacza “Swedish ESO PI receiver for APEX”. Instrument SEPIA został zaprojektowany i skonstruowany przez Onsala Space Observatory's Group for Advanced Receiver Development (GARD), Chalmers University of Technology w Szwecji, przy wsparciu od ESO. SEPIA ma miejsce na trzy odbiorniki, a obecnie zamontowany jest jeden. Obudowa odbiornika została pierwotnie opracowana i przetestowana dla ALMA Band 5 jako część projektu wspieranego przez Komisję Europejską w ramach Programu Ramowego FP6 (ALMA Enhancement). ESO dostarczyło źródło lokalnego oscylatora, natomiast elektronika dla temperatury pokojowej została wyprodukowana przez NRAO (ann15059).
Sepia to także kolor blisko związany z wodą. Czerwono-brązowy odcień jest charakterystyczny dla barwników uzyskiwanych z mątw z rodzaju Sepia (występujących w wodach zarówno Szwecji, jak i Chile). Od czasów starożytnych był używany w atramentach, oprócz tego sepia jest znana jako zestaw kolorystyczny przedłużający życie odbitek fotograficznych.
[2] Częstotliwości pomiędzy 158, a 211 GHz.
Więcej informacji
APEX to project we współpracy pomiędzy Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR), Onsala Space Observatory (OSO) oraz ESO. Zarządzanie APEX na Chajnantor zostało powierzone ESO.
ALMA jest projektem partnerskim pomiędzy ESO (reprezentującym Kraje Członkowskie), NSF (USA) oraz NINS (Japonia), razem z NRC (Kanada), NSC i ASIAA (Tajwan) oraz KASI (South Korea), we współpracy z Chile. Joint ALMA Observatory jest zarządzane przez ESO ESO, AUI/NRAO oraz NAOJ.
