Atacama Large Millimeter Array

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array edo ALMA Txileko iparraldeko Atacama basamortuan kokatutako irrati-teleskopioen sare interferometriko bat da. Instalazioa 66 antenaz osatua dago, eta milimetro zein azpimilimetro uhin-luzeretan igorritako erradiazio elektromagnetikoa behatzeko erabiltzen da.

Atacama Large Millimeter Array
Atacama Large Millimeter Array
Llano de Chajnantor Observatory Event Horizon Telescope
Irudi gehiago
Kokapena
Estatu burujabe	Txile
Eskualdea	Antofagasta eskualdea
Kokapen fisikoa	Atacamako basamortua
Koordenatuak	23°01′09″S 67°45′12″W
Altitudea	5.058,7 m, itsas mailaren gainetik
Inaugurazioa	2013ko martxoaren 13a
Kudeatzailea	Hegoaldeko Behatoki Europarra Zientzia Fundazio Nazionala National Institutes of Natural Sciences, Japan
Webgune ofiziala

Behatokia Chajnantor lautadan eraiki zen, itsas mailatik 5.000 metro inguruko garaieran, Llano de Chajnantor behatoki astronomikotik eta Atacama Pathfinder Experiment teleskopiotik gertu. Kokalekua baldintza klimatiko bereziengatik hautatu zen: garaiera handiak eta hezetasun oso baxuak atmosferaren xurgapena eta seinale-galerak murrizten dituzte, eta, horrenbestez, milimetro-bandako behaketak egiteko baldintza egokiak eskaintzen dituzte.

Bestalde, ALMA nazioarteko lankidetza-proiektu zabala da. Europako erakundeek, Ameriketako Estatu Batuek, KanadakJaponiak, Hego Koreak, Taiwanek eta Txilek finantzatzen eta kudeatzen dute, astronomiaren arloko azpiegitura zientifiko handienetako bat osatuta.

Ezaugarri orokorrak

Antenen sistema

ALMA 66 antenaz osatutako irrati-interferometroa da. Antena gehienak 12 metroko diametrokoak dira eta sare nagusia osatzen dute; horrez gain, 7 metroko diametroko beste antena batzuk badaude, Atacama Compact Array izeneko azpisistema eratzen dutenak. Antena guztien seinaleak elkarren artean konbinatzen dira interferometriaren bidez, eta horrela teleskopio bakar handi baten pareko bereizmena lortzen da.

Uhin-luzerak

Behatokiak milimetro eta azpimilimetro bandetan egiten ditu behaketak. Zehazkiago, 3,6 milimetrotik 0,32 milimetrora bitarteko uhin-luzerak aztertzen ditu, hau da, gutxi gorabehera 31 eta 1000 gigahertzen arteko maiztasunak.

Konfigurazio aldakorra

ALMAren antenak mugikorrak dira, eta Chajnantor lautadan kokatutako plataforma desberdinetan jar daitezke. Horrela, antenen arteko distantzia 150 metro ingurutik 16 kilometro ingurura arte alda daiteke. Konfigurazio aldakor horri esker behaketaren bereizmen angeluarra egokitu daiteke, eta objektu astronomikoen irudi oso zehatzak lortu.

Abantaila teknikoak

Milimetro eta azpimilimetro uhin-luzeretan lan egiten duten tresnen artean, ALMA da gaur egun sentikortasun handiena duen behatoki astronomikoetako bat. Bere bereizmen espazial handiak eta detekzio-ahalmenak aukera ematen dute gas molekularra eta hauts kosmikoa zehaztasun handiz aztertzeko; elementu horiek funtsezkoak dira izarren eta planeta-sistemen sorreraren ikerketan.

Historia

Proiektuaren jatorria

ALMAren jatorria 1990eko hamarkadan garatutako hiru proiektu astronomikotan dago. Alde batetik, Ameriketako Estatu Batuetan proposatutako Millimeter Array (MMA) egitasmoa zegoen; bestetik, Europan garatutako Large Southern Array (LSA); eta, azkenik, Japonian planteatutako Large Millimeter Array (LMA). Hiru ekimen horiek milimetro-uhin luzeretan lan egingo zuen irrati-interferometro handi bat eraikitzea zuten helburu. Denborarekin, proiektu horiek bateratzeko aukera aztertu zen, baliabide teknikoak eta zientifikoak elkartuz azpiegitura astronomiko handiago eta sentikorrago bat sortzeko.

Nazioarteko akordioak

Lankidetza horren lehen urratsak 1997an eman ziren, Ameriketako National Radio Astronomy Observatory (NRAO) erakundeak eta Europako European Southern Observatory (ESO) erakundeak proiektu bateratua garatzeko adostasuna lortu zutenean. Ondorengo urteetan nazioarteko negoziazioak eta diseinu teknikoaren garapena egin ziren. Azkenean, 2003an sinatu zen ALMA eraikitzeko nazioarteko akordio nagusia. Handik gutxira, 2004an, Japoniako National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) erakundea ere proiektuan sartu zen, antena osagarriak eta hargailu-bandak eskainiz.

Eraikuntza

Behatokiaren eraikuntza ofizialki 2003an hasi zen, Chajnantor lautadan egindako inaugurazio ekitaldiarekin. Hurrengo urteetan instalazio nagusiak eraiki ziren eta antenak pixkanaka Atacamako gune nagusira garraiatu eta muntatu ziren. Antenen instalazioak eta sistemaren integrazioak hainbat urte iraun zuten, 2008tik 2013ra bitartean bereziki. Azkenik, ALMA behatokia 2013an inauguratu zen ofizialki, eta ordutik aurrera munduko milimetro eta azpimilimetro astronomiarako tresna nagusietako bat bihurtu da.

Kronologia

Urtea	Gertaera
1995	NRAO, ESO eta NAOJ erakundeak batera Atacamako kokalekua aztertzen hasten dira.
1998	Proiektua diseinatzen eta garatzen hasten dira.
1999	Europak eta Ameriketako erakundeek lankidetza hitzarmena sinatzen dute.
2003	Europako eta Ipar Amerikako bazkideek akordio bat sinatzen dute; urte berean, Chajnantor lautadan eraikuntza lanak egiten hasten dira.
2004	Japoniak proiektuan parte hartzeko akordioa sinatu zuen, Enhanced ALMA programaren barruan.
2007	ALMAko antenak garraiatzeko ibilgailu bereziak (transporters) amaitzen eta probatzen dira.
2008	Lehen antena Txilera iristen da.
2009	Antenen lehen interferometria-probak egiten dira.
2011	ALMAk lehen behaketa zientifikoak egiten ditu.
2013	ALMA behatokia ofizialki inauguratzen da eta antena guztiak instalatzen dira.
2018	ALMA datuak erabiliz egindako 1000. artikulu zientifikoa argitaratzen da.
2020	COVID-19 pandemiaren ondorioz, behaketak denbora batez eteten dira.
2022	Zibereraso batek behaketak zenbait denboraz geldiarazten ditu.

Emaitza zientifiko nagusiak

ALMA behatokiak ekarpen handia egin dio milimetro eta azpimilimetro astronomiari, batez ere izarren eta planeta-sistemen sorrerari, gas molekularraren banaketari eta Eguzki Sistemako objektuen osaerari buruzko ikerketetan.

Lehen irudiak

2011n argitaratu ziren ALMAren lehen irudi zientifikoak. Proba-fasean egindako behaketa horietako batean, Antennae Galaxies izeneko galaxia talkari buruzko irudi zehatza lortu zen. Milimetro-uhin luzeretan egindako behaketek gas hotzaren hodeiak erakutsi zituzten, izar berrien sorrera gertatzen den eremuak identifikatzeko aukera emanez.

Kometei buruzko ikerketak

ALMAren sentikortasun handiak kometen osaera kimikoa zehaztasun handiz aztertzea ahalbidetu du. Adibidez, C/2012 F6 (Lemmon) eta C/2012 S1 (ISON) kometen kometan hainbat molekularen banaketa aztertu zen, besteak beste hidrogeno zianuroa (HCN), hidrogeno isozianuroa (HNC) eta formaldehidoa (H₂CO). Behaketa horiek kometen barruko prozesu kimikoak ulertzeko baliagarriak izan dira.

Planeten sorrera

ALMAren irudi ospetsuenetako bat HL Tauri izarraren inguruko disko protoplanetarioarena da. 2014an argitaratutako irudiak eraztun kontzentrikoak eta hutsuneak erakutsi zituen, planeta berrien sorrera gertatzen ari dela adierazten duten egiturak. Aurkikuntza horrek planeta-sistemen sorrera azaltzen duten hainbat eredu teoriko berrikustera eraman zuen.

Exoplaneten ikerketa

2020ko hamarkadan ALMAk exoALMA izeneko behaketa-programa jarri zuen martxan. Programaren helburua disko protoplanetarioak xehetasun handiz aztertzea da, oraindik eratzen ari diren exoplaneten arrastoak identifikatzeko.

Zulo beltzen irudia

ALMAk parte hartu zuen Event Horizon Telescope nazioarteko proiektuan. Sare horrek 2019an zulo beltz baten lehen irudi zuzena lortu zuen, Messier 87 galaxian dagoen zulo beltz supermasiboarena. Milimetro-uhin luzeretan egindako behaketek gertaera-horizontearen inguruko egitura aztertzeko aukera eman zuten.

Artizarraren atmosferaren azterketa

2020an, ALMA erabiliz egindako ikerketa batean fosfina (PH₃) gasaren arrastoak aurkitu zirela iragarri zen Artizarraren atmosferan. Molekula hori posible da prozesu biologikoekin lotuta egotea, eta aurkikuntzak eztabaida handia piztu zuen. Ondorengo analisi batzuek emaitzak zalantzan jarri zituzten, eta gaia oraindik ikerketa zientifikoaren eztabaidagai da.

Nazioarteko lankidetza

ALMAko hainbat antena

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) nazioarteko astronomia-azpiegitura bat da, eta Europa, Ipar Amerika eta Ekialdeko Asiako erakundeen arteko lankidetzan garatzen da, Txileko Errepublikarekin elkarlanean.

Finantzaketari dagokionez, Europan European Southern Observatory (ESO) erakundeak hartzen du ardura; Ipar Amerikan, berriz, Estatu Batuetako Zientzia Fundazio Nazionala (NSF) erakundeak, Kanadako Ikerketa Kontseilu Nazionala (NRC) eta Taiwango Zientzia Kontseilu Nazionala (NSC) erakundeekin lankidetzan. Bestalde, Ekialdeko Asian, Japoniako Natur Zientzien Institutu Nazionala (NINS) erakundeak finantzatzen du proiektua, Taiwango Academia Sinica (AS) erakundearekin elkarlanean.

Era berean, ALMAren eraikuntza eta ustiapena eskualdeka antolatzen dira. Europan, ESO arduratzen da; Ipar Amerikan, Irrati Astronomiaren Behatoki Nazionala (NRAO) erBehatoki Astronomiko Nazionala (NAOJ) erakundeak.

Azkenik, Joint ALMA Observatory (JAO) erakundeak koordinazio orokorra bermatzen du, eraikuntza, martxan jartzea eta eguneroko funtzionamendua bateratuz.

2018ko otsailaz geroztik, ALMAren zuzendaria Sean Dougherty da.

ALMA eskualde-zentroa (ARC)

ALMA eskualde-zentroa (ARC) ALMA proiektuko partaide nagusien erabiltzaile-komunitateen eta Joint ALMA Observatory (JAO) erakundearen arteko lotura-gune gisa diseinatu da. Zentroaren jarduerak hiru eskualde nagusitan antolatzen dira: Europa, Ipar Amerika eta Ekialdeko Asia.

Europako ARCa, Europako Hegoaldeko Behatokiak (ESO) koordinatua, hainbat azpizentrotan banatuta dago (ARC-nodes), eta Europako hainbat tokitan kokatzen dira: Bonn–Bochum–Colonia, Bolonia, Ondřejov, Onsala Behatokia, Institut de Radio Astronomie Millimétrique (IRAM) (Grenoble), Leiden eta Jodrell Bankeko Astrofisika Zentroa (Manchester).

ARCren eginkizun nagusia erabiltzaile-komunitateari laguntza ematea da. Zehazkiago, behaketa-proposamenak prestatzen laguntzen du, programen helburu zientifikoak modu eraginkorrean betetzen direla ziurtatzen du, proposamenak aurkezteko laguntza-zerbitzua eskaintzen du, datuak ikertzaile nagusiei helarazten dizkie, ALMAren datu-artxiboa mantentzen du, datuen kalibrazioan laguntzen du eta erabiltzaileen iritzia biltzen du.

Atacamako Sare Trinkoa

Atacamako sare trinkoa

Atacamako Sare Trinkoa edo Atacama Compact Array (ACA) 16 antenaz osatutako azpisistema trinkoa da. Antena horiek elkarrengandik hurbil kokatuta daude, eta, horri esker, tamaina angeluar handiko objektu astronomikoak —hala nola hodei molekularrak eta galaxia hurbilak— aztertzeko ALMAren gaitasuna nabarmen hobetzen dute.

ACA osatzen duten lau antena 12 metrokoak dira eta hamabi 7 metrokoak, Japoniak fabrikatu eta hornitu zituen. Azpisistema horrek, beraz, Ekialdeko Asiako ekarpen nagusietako bat da ALMA proiektuan.

2013an, Atacamako Sare Trinkoari ri Morita Array (Morita Sarea) izena eman zitzaion, Koh-ichiro Morita irakaslearen omenez. Morita ALMAko japoniar taldeko kidea eta ACAren diseinatzailea izan zen, eta 2012ko maiatzaren 7an hil zen Santiagon.

Proiektuaren xehetasunak

ALMA instalazioa goitik ikusita

• Gutxienez 50 antena, 12 metroko diametrokoak, Llano de Chajnantor behatokian kokatuak, itsas mailatik 5.000 metro inguruko garaieran. Horiez gain, azpisistema trinko batek osatzen du sarea, lau 12 metroko eta hamabi 7 metroko antenekin (2006an, kontsortzioak 12 metroko 50 ala 64 antena eraikitzea aztertu zuen).
• Irudiak sortzeko tresna, 350 μm eta 10 mm arteko uhin-luzeretan, hau da, atmosferako irrati-leiho guztietan.
• Sarearen konfigurazioak gutxi gorabehera 150 metro eta 14 kilometro arteko tartean alda daitezke.
• 10 milisegundoko arkuko bereizmen angeluarra (10⁻⁷ radian), Very Large Array (Sare handi-handia) (VLA) teleskopioarena baino hamar aldiz handiagoa eta Hubble Space Telescope-arena baino bost aldiz handiagoa; hala ere, interferometro optiko eta infragorriek lortzen duten bereizmena baino txikiagoa.
• Arkuminutu batzuetatik gradu batzuetara bitarteko tamaina duten iturriak segundo bateko arkuko bereizmenarekin irudikatzeko gaitasuna.
• Abiadura-bereizmena 50 m/s baino txikiagoa.
• Sare handi-Handiko (VLA) teleskopioa baino azkarragoa eta malguagoa irudigintzan.
• Milimetro eta azpimilimetro uhin-luzeretan munduko tresnarik handiena eta sentikorrena.
• Iturri puntualak detektatzeko sentikortasuna VLArena baino 20 aldiz handiagoa.
• Datuen tratamendurako sistema nagusia CASA (Common Astronomy Software Applications) da, AIPS++ oinarritzat duen softwarea.

Lan-eteteak

2013ko abuztuan, teleskopioko langileek greba hasi zuten soldata eta lan-baldintza hobeak eskatzeko. Astronomia-behatoki bati eragin zion lehen grebetako bat izan zen. Lan-etetea behatokiak langileen sindikatuarekin akordiorik lortu ez zuenean hasi zen.

17 egun igaro ondoren, akordio batera iritsi ziren: lan-ordutegiak murriztu eta garaiera handiko lanagatik ordainsari handiagoa ezarri zen.

2020ko martxoan, ALMA itxi egin zuten COVID-19 pandemiaren ondorioz. Halaber, zortzigarren zikloko proposamenak aurkezteko epea atzeratu zen, eta bisita publikoak eten ziren.

2022ko urriaren 29an, zibereraso baten ondorioz behaketak eten ziren. Behaketak 48 egun geroago berriz abiatu ziren, 2022ko abenduaren 16an.

Proiektuaren kronologia

Azken ALMA antena

Kronologia

Data	Jarduera
1995	ESO, NRAO eta NAOJ erakundeek kokalekuaren azterketa bateratua egin zuten Txilerekin.
1998ko maiatza	1. fasearen hasiera (diseinua eta garapena).
1999ko ekaina	Europako eta AEBetako erakundeen arteko lankidetza-hitzarmena sinatu zen.
2003ko otsaila	Europako eta Ipar Amerikako akordio nagusia sinatu zen.
2003ko apirila	Lehen antena prototipoaren probak hasi ziren (New Mexico).
2003ko azaroa	Eraikuntzaren hasierako ekitaldia egin zen ALMA gunean.
2004ko iraila	Europako, Ipar Amerikako eta Japoniako akordio-proposamena.
2004ko urria	ALMA bulego bateratua ireki zen Santiagon.
2005eko iraila	Taiwan proiektuan sartu zen Japoniaren bidez.
2006ko uztaila	Enhanced ALMA akordioa eguneratu zen.
2007ko apirila	Lehen antena Txilera iritsi zen.
2008ko otsaila	Antenak garraiatzeko ibilgailuak Txilera iritsi ziren.
2008ko uztaila	Lehen antena mugitu zen garraiagailu batekin.
2008ko abendua	Lehen antena ofizialki onartu zen.
2009ko maiatza	Lehen interferometria probak egin ziren.
2009ko iraila	Lehen antena Chajnantor lautadara eraman zen.
2009ko azaroa	Hiru antenarekin integrazio fasea amaitu zen.
2010	Early Science proposamenen deialdia.
2011ko iraila	Early Science fasearen hasiera.
2012ko otsaila	ALMA datuekin egindako lehen artikulu zientifikoa argitaratu zen.
2013ko martxoaren 13a	ALMA inauguratu zen.
2013ko irailaren 23a	66. antena instalatu zen.
2014ko ekaina	Early Science 2. fasea hasi zen.
2018ko ekaina	ALMAren 1000. artikulu zientifikoa argitaratu zen.
2020ko martxoa	ALMA itxi zen COVID-19 krisiaren ondorioz.

Galeria

• 
  ALMA eraikuntza gunea goitik ikusita, 2011
• ALMA interferometro gisa nola funtzionatzen duen erakusten duen irudikapena
• ALMAren korreladoreari buruzko bideoa
• ALMAren historiari buruzko bideoa
• 
  ALMA antenak Esne Bidearen azpian

• 
  ALMA gunea Esne Bidearen arkuaren azpian, Stéphane Guisard, 2012

Bibliografia

• Bustos, R.; Rubio, M.; Otárola, A.. (2014). «Parque Astronómico de Atacama: An Ideal Site for Millimeter, Submillimeter, and Mid-Infrared Astronomy» Publications of the Astronomical Society of the Pacific 126946: 1126..
• Hills, Richard; Kurz, Richard; Peck, Alwyn. (2010). «ALMA: status report on construction and early results» Proceedings of the SPIE.
• Vanden Bout, Paul A.; Dickman, Robert L.; Plunkett, Adele L.. (2023). The ALMA Telescope: The Story of a Science Mega-Project. Cambridge University Press.
• «Molecules with ALMA at Planet-forming Scales (MAPS): A Circumplanetary Disk Candidate in Molecular-line Emission in the AS 209 Disk» The Astrophysical Journal Letters 934: L20. 1 August 2022.
• Plait, Phil. A still-forming exoplanet predicted to exist is found in exactly the right spot. .
• Cordiner, M.A.. (2014ko abuztuaren 11). «Mapping the Release of Volatiles in the Inner Comae of Comets C/2012 F6 (Lemmon) and C/2012 S1 (ISON) Using the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array» The Astrophysical Journal 7921.
• Stephens, Ian W.; Looney, Leslie W.; Kwon, Woojin; Fernández-López, Manuel; Hughes, A. Meredith. «Spatially resolved magnetic field structure in the disc of a T Tauri star» Nature aldizkaria 5147524: 597–599..
• Greaves, Jane S.; Richards, A.M.S.; Bains, W. (2020/09/14). «Phosphine gas in the cloud decks of Venus» Nature Astronomy 57: 655–664..

Alejandro Peredo. ALMA Observatory Statement. .

• Datuak: Q725364
• Multimedia: Atacama Large Millimeter Array / Q725364

Artikulu hau astronomiari buruzko zirriborroa da. Wikipedia lagun dezakezu edukia osatuz.