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Atacama Large Millimeter/submillimeter Array – Wikipedia (Deutsch) – Lokale Kopie Zum Inhalt springen

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
(Weitergeleitet von Atacama Large Millimeter Array)

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Teleskop
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ALMA-Antennen bei Nacht unter den Magellanschen Wolken
ALMA-Antennen bei Nacht unter den Magellanschen Wolken
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ALMA-Antennen bei Nacht unter den Magellanschen Wolken

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ALMA-Antennen bei Nacht unter den Magellanschen Wolken
ALMA-Antennen bei Nacht unter den Magellanschen Wolken
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ALMA-Antennen bei Nacht unter den Magellanschen Wolken
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Messinstrumente
Missionsinfos
Status aktiv

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Datei:The movie ALMA — In Search of our Cosmic Origins.ogv
Das 16-minütige Video präsentiert die Geschichte von ALMA – von den Ursprüngen des Projekts vor einigen Jahrzehnten bis hin zu den jüngsten wissenschaftlichen Ergebnissen. (HD; englisch)
Datei:ESO - Four ALMA antennas on the Chajnantor plain (by).ogv
Zeitraffer von 4 ALMA-Antennen bei Nacht

Das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ist ein internationales Radioteleskop-Observatorium in den nordchilenischen Anden. Seine Antennenanlage besteht aus 66 transportablen, ausrichtbaren Parabolantennen, mit meist 12 m Durchmesser, die über Entfernungen von bis zu 16 km verteilt werden können und zu einem Interferometer-Radioteleskop zusammengeschaltet werden. Die Antennen befinden sich bei San Pedro de Atacama, in der Chajnantor-Hochebene, in mehr als {{#ifeq: Vorlage:Höhe/Fmt|Expression error: Unrecognised punctuation character "."|Vorlage:Höhe/Fehler in Parameterliste|}}{{#if: 5000 

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 | Höhenwert fehlt, siehe VorlagenbeschreibungVorlage:Höhe/Fehler in Parameterliste

}} ü. M., wo die dünne und extrem trockene Erdatmosphäre für Radiowellen besonders durchlässig ist. Beobachtungsobjekt ist die kalte interstellare Materie, zur Erforschung der Stern- und Planetenentstehung. Das Radioteleskop wurde in einer internationalen Kooperation gebaut und wird von ESO, AUI/NRAO und NAOJ gemeinsam betrieben.

Übersicht

Datei:Alma antenna in transit.jpg
Eine von ALMAs 12-m-Antennen auf dem Transporter „Lore“
Datei:Wide-angle view of the ALMA correlator.jpg
Der ALMA-Korrelator, ein Rechner mit 134 Millionen Prozessoren, welche die empfangenen Signale mit 17 PetaFLOPS aufarbeiten können.
Datei:ESOcast 51 All Systems Go for Highest Altitude Supercomputer.ogv
ESOcast 51: 6-minütiger Videobericht über den ALMA-Korrelator. (HD; englisch)

ALMA besteht aus 66 hochpräzisen Antennen und beobachtet bei Wellenlängen zwischen 0,32 und 3,6 mm.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|: }}{{#if:|{{#if:ALMA - das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=ALMA - das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.eso.org/public/germany/teles-instr/alma/%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=ALMA - das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.eso.org/public/germany/teles-instr/alma/}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=ALMA - das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:{{#if: 2020-02-29 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}} 

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Die Antennen können über das Chajnantor-Plateau bewegt und dabei in Abständen von 150 m bis 16 km positioniert werden. Das ermöglicht es, ALMA als variables „Zoomteleskop“ einzusetzen, ähnlich wie beim Very Large Array (VLA) in New Mexico, USA. Bewegt werden die Antennen mit den beiden Transportern „Otto“ und „Lore“ (von Scheuerle, mit 14 Radpaaren), die 50 der 12-m-Antennen des Hauptarrays bis auf wenige Millimeter genau positionieren und auf betonierten Grundplatten abstellen können.

Hersteller der Antennen sind europäische, nordamerikanische und ostasiatische Partner des Projekts. Die Amerikaner und Europäer liefern jeweils 25 der 12-m-Antennen, die das Hauptarray ausmachen. Ostasien liefert insgesamt 16 Antennen (vier 12-m-Antennen und 12 Antennen mit je 7 m Durchmesser). Diese bilden ein kleineres Interferometer, das Atacama Compact Array (ACA), ein Teil des ALMA-Interferometers.

Durch die kleineren 7-m-Antennen kann das ACA bei gleicher Frequenz ein größeres Gebiet beobachten als das Hauptarray. Da sie näher zusammenstehen, können Bilder von Objekten mit größerer Ausdehnung gemacht werden. Zusammen mit dem Hauptarray wird die Möglichkeit von ALMA erweitert, große Gesichtsfelder zu beobachten.

ALMAs Empfänger arbeiten in den Frequenzbändern zwischen 30 und 950 GHz. Durch die große Höhe und die geringe Luftfeuchtigkeit am Standort ist die Erdatmosphäre dort für diese Frequenzen ausreichend durchlässig. Für die niederfrequenteren Bänder werden HEMT eingesetzt, oberhalb von 84 GHz SIS-Mischer.<ref>https://www.eso.org/public/germany/teles-instr/alma/receiver-bands/</ref>

Zu den Aufgaben von ALMA gehört die Erforschung der Entstehungsgebiete von Planeten und Sternen in kalten interstellaren Wolken und protoplanetaren Akkretionsscheiben. Millimeterwellen sind besonders gut geeignet, ausgedehnte Gas- und Staubwolken zu durchdringen, die die Entstehungsgebiete von Sternen und Planeten verhüllen. Infrarotgalaxien im frühen Universum, Supermassereiche Schwarze Löcher und Galaxienentstehung sind weitere wichtige Forschungsgebiete von ALMA. Darüber hinaus soll ALMA helfen, wichtige Fragen bei der Erforschung von Dunkler Materie und Dunkler Energie zu beantworten.

Am Standort von ALMA arbeiten weitere Submillimeterteleskope, darunter auch das Atacama Pathfinder Experiment. Auf einem 600 Meter höheren Gipfel in unmittelbarer Nähe befindet sich auch der Standort des Cerro Chajnantor Atacama Telescope, ein großes Einzelteleskop für den kürzeren Submillimeterbereich von 0,2 bis 3 Millimeter Wellenlänge, und des University of Tokyo Atacama Observatory für nochmals kürzere Wellenlängen.

Geschichte

ALMA hat seine Anfänge in drei astronomischen Projekten: dem Millimeter Array (MMA) der USA, dem europäischen Large Southern Array (LSA) und dem japanischen Large Millimeter Array (LMA).

Der erste Schritt auf dem Weg zu ALMA wurde 1997 getan, als das US-amerikanische National Radio Astronomy Observatory (NRAO) und die Europäische Südsternwarte (ESO) ein gemeinsames Projekt initiierten, das MMA und LSA kombinieren sollte. Das kombinierte Interferometer sollte die Empfindlichkeit des LSA mit dem breiten Frequenzbereich des MMA vereinen. ESO und NRAO arbeiteten in technischen, wissenschaftlichen und organisatorischen Gruppen zusammen, um ein Projekt zwischen den beiden Organisationen unter Beteiligung von Kanada und Spanien zu definieren und zu organisieren.

Schließlich unterzeichneten am 25. Februar 2003 die nordamerikanischen und europäischen Partner die ALMA-Vereinbarung. Am 14. September 2004 unterschrieben ALMA und das National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) eine Vereinbarung, mit der Japan ein weiterer offizieller Partner von ALMA wurde. Gemäß dieser Vereinbarung sollte Japan das ACA und Empfänger für drei zusätzliche Frequenzbänder liefern.

Aus politischen Gründen wurde entschieden, dass drei unterschiedliche Antennentypen von den nordamerikanischen, europäischen und ostasiatischen Partnern entwickelt und gebaut werden sollten. Obwohl unterschiedliche Vorgehensweisen gewählt wurden, erfüllen alle drei Antennentypen die strengen Voraussetzungen von ALMA.

Heute besteht ALMA aus einer Zusammenarbeit zwischen Europa, Nordamerika und Ostasien. Die Arbeit wird finanziert von der ESO, der National Science Foundation (NSF) in den USA, dem National Research Council of Canada (NRC) und dem National Science Council (NSC) in Taiwan. Die Konstruktion und der Betrieb werden für Europa von der ESO, für Nordamerika von der NRAO und für Ostasien vom NAOJ geleitet. Das Joint ALMA Observatory (JAO) vereint die Führung und Organisation der Konstruktion, Inbetriebnahme und den laufenden Betrieb von ALMA.

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Mit Kosten von über einer Milliarde US-Dollar ist es das bisher teuerste und seinerzeit größte Projekt der bodengebundenen Astronomie.<ref>ALMA – Auf der Suche nach unseren kosmischen Ursprüngen. In: eso.org, abgerufen am 4. Oktober 2011.</ref>

Erste Beobachtungsergebnisse

Datei:Antennae Galaxies composite of ALMA and Hubble observations.jpg
Die Antennen-Galaxien in einer kombinierten Aufnahme von ALMA und dem Hubble-Weltraumteleskop

Im Sommer 2011 waren während Testbeobachtungen genug Antennen im Betrieb, um erste Bilder mit ALMA aufzunehmen. Diese gaben einen Vorgeschmack dessen, was von dem neuen Interferometer nach Fertigstellung zu erwarten ist.

Die Beobachtungen richteten sich auf die Antennen-Galaxien, zwei kollidierende Galaxien mit dramatisch verzogenen Formen. Obwohl ALMA nicht den gesamten Bereich der Galaxien beobachtet hat, sind die Bilder die besten Ergebnisse dieser Galaxien, die jemals im Submillimeterbereich gemacht wurden. Sie zeigen Wolken von kaltem, dichtem Staub, in denen neue Sterne geboren werden – Einzelheiten, die im visuellen Bereich des Lichtspektrums nicht beobachtet werden können.<ref>Von Chile aus Richtung Urknall blicken 5. Oktober 2011, Die Zeit online, abgerufen am 29. September 2015</ref>

Gerade im 86-GHz-Band (3,5 mm) VLBI-fähig, nahm ALMA am 3. April 2017 erstmals im EHT-Verbund teil – Sagittarius A* zeigt sich weiterhin symmetrisch.<ref>Sara Issaoun et al.: The Size, Shape, and Scattering of Sagittarius A* at 86 GHz: First VLBI with ALMA. ApJ, 2019, doi:10.3847/1538-4357/aaf732, arXiv:1901.06226.</ref>

Alma ist ein zentraler Teil des Event-Horizon-Telescope-Projekts und war eines der Teleskope des weltweiten Netzwerks, mit dem 2017 (veröffentlicht im April 2019) die ersten direkten Bilder eines schwarzen Lochs in M87 gelangen.

ALMA Regional Center (ARC)

Das ALMA Regional Center (ARC) dient als Kontaktstelle zwischen den wissenschaftlichen Benutzern des Teleskops in den Mitgliedsländern und dem JAO. Das ARC ist weiterhin in die drei geografischen Regionen des Projektes eingeteilt: Europa (geleitet von der ESO), Nordamerika (geleitet vom NRAO), und Ostasien (geleitet vom NAOJ). Die europäische ARC ist zusätzlich in ARC-Knoten eingeteilt, die in Europa verteilt in Köln-Bonn, Bologna, Ondřejov, Onsala, Grenoble, Leiden und Manchester liegen.

Hauptaufgabe des ARC ist es, die wissenschaftliche Gemeinschaft bei der Vorbereitung von Beobachtungsanträgen zu unterstützen, sicherzustellen, dass alle Beobachtungsprogramme effektiv ihre wissenschaftlichen Ziele erreichen, ein Hilfeforum zu unterhalten, Daten an die Wissenschaftler zu liefern, das ALMA-Archiv zu unterhalten und die Wissenschaftler bei der Datenbearbeitung zu unterstützen. {{#if: {{#iferror:{{#ifexpr:{{#switch: | R+ = abs | R- = -abs | Z = trunc | Z+ | N = abs trunc

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Philatelistisches

Mit dem Ausgabetag 6. Dezember 2018 gab die Deutsche Post AG ein Postwertzeichen im Nennwert von 145 Eurocent mit dem Abbild des ALMA-Observatoriums heraus. Der Entwurf stammt von der Grafikerin Andrea Voß-Acker aus Wuppertal.

Weblinks

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Einzelnachweise

<references> <ref name="LT_2014"><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20140617023921 

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              | abendblatt.de | daserste.ndr.de | inarchive.com | webcitation.org = 
              | #default = {{#if:  || }}{{#if: 1 |Vorlage:Webarchiv/Wartung/URL}}{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Archiv-URL im Parameter 'url' anstatt URL der Originalquelle. Entferne den vor der Original-URL stehenden Mementobestandteil und setze den Archivierungszeitstempel in den Parameter 'wayback', 'webciteID', 'archive.today' oder 'archive-is' ein, sofern nicht bereits befüllt.|1}}
            }} 
       }}
  }} In: La Tercera. 16. Juni 2014 (spanisch).</ref>

</references>

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