رصدخانه ALMA شیلی مطالعات مربوط به تشکیل ستاره ها و سیاره ها را گسترش می دهد

2 اکتبر (UPI) - آرایه میلی‌متری/زیر میلی‌متری بزرگ آتاکاما در شمال شیلی، بزرگترین و پیشرفته‌ترین رصدخانه رادیویی جهان، توانایی خود را برای مطالعه چگونگی شکل‌گیری ستارگان و سیارات با گیرنده‌های جدیدی که سیگنال‌های ابرهای گاز سرد و ذرات غبار دخیل در این فرآیندها را تشخیص می‌دهند، گسترش داده است.

رصدخانه معروف به ALMA با شروع چرخه 13، آخرین دوره تحقیقات و رصد خود، که تا 30 سپتامبر 2027 ادامه دارد، این فناوری را معرفی کرد. طبق اعلام رصدخانه، برای اولین بار، دانشمندان می توانند از گیرنده های Band 2 در طول یک چرخه رصد منظم استفاده کنند.

گیرنده‌های باند 2 آشکارسازهای فوق‌العاده حساس جدید ALMA برای محدوده 67-116 گیگاهرتز هستند و به این دلیل مهم هستند که پنجره‌ای تازه روی گاز سرد میان‌ستاره‌ای باز می‌کنند و به اخترشناسان اجازه می‌دهند تا چگونگی شکل‌گیری ستاره‌ها و کهکشان‌ها را با جزئیات و سرعت بسیار بیشتر مطالعه کنند.

جان کارپنتر، دانشمند ALMA، به UPI گفت: «یکی از متمایزترین قابلیت‌های Band 2 دسترسی به خطوط طیفی متعدد از مولکول‌های deuterated است که حاوی شکل سنگینی از هیدروژن هستند.

این مولکول ها به ویژه در سردترین و متراکم ترین مناطق ابرهای بین ستاره ای قبل از تشکیل ستاره ها فراوان هستند. کارپنتر گفت که سیگنال های آنها به اخترشناسان اجازه می دهد تا شرایط فیزیکی و شیمیایی را در مراحل اولیه تشکیل ستاره بررسی کنند.

ALMA واقع در فلات Chajnantor در صحرای آتاکامای شیلی، از بیش از 50 آنتن استفاده می کند که با هم کار می کنند تا تشعشعات را در طول موج های میلی متری و زیر میلی متری تشخیص دهند. این سیگنال ها که برای چشم انسان نامرئی هستند، به دانشمندان اجازه می دهند گاز سرد و غبار موجود در فضا را مطالعه کنند.

ستاره ها از ابرهای گاز و غبار تشکیل می شوند. به گفته ALMA، از آنجایی که گرانش باعث انقباض مواد می شود، یک دیسک می تواند در اطراف یک ستاره جوان در حال رشد ایجاد شود و محیطی را فراهم کند که سیارات در آن شکل می گیرند.

ستاره شناس لوکاس سیزا، محقق موسسه مطالعات اخترفیزیک دانشگاه دیگو پورتالس که در چرخه 13 شرکت خواهد کرد، گفت که باند 2 طول موج هایی بین 2.6 تا 4.5 میلی متر را پوشش می دهد و به ویژه نسبت به انتشار دانه های غبار حساس است که می تواند به دانشمندان در درک مراحل اولیه شکل گیری سیاره ها کمک کند.

سیزا به UPI گفت: "ما در مورد اجسام ماکروسکوپی صحبت می کنیم، به اندازه یک دانه برنج."

گیرنده های تلسکوپ محدوده های فرکانسی متفاوتی را تشخیص می دهند. کارپنتر گفت که باند 2 فرکانس هایی را پوشش می دهد که سایر گیرنده های ALMA نمی توانند آنها را تشخیص دهند.

سیزا خاطرنشان کرد که در حالی که تلسکوپ های دیگر، از جمله تلسکوپ بزرگ میلی متری مکزیک یا LMT، و تلسکوپ گرین بانک ایالات متحده، یا GBT، می توانند در طول موج های مشابه رصد کنند، هیچ کدام به قابلیت های فنی ALMA نزدیک نمی شوند.

وی گفت: "LMT و GBT تلسکوپ های تک ظرفی هستند که به ترتیب 50 و 100 متر قطر دارند. ALMA یک تداخل سنج با بیش از 50 آنتن است که می تواند با فاصله تا 16 کیلومتر از هم جدا شود و به آن اجازه می دهد تصاویری با جزئیات صدها برابر بیشتر از سایر تلسکوپ ها به دست آورد."

به گفته ALMA، تجهیزات جدید 10 باند گیرنده را که در ابتدا برای رصدخانه برنامه ریزی شده بود، تکمیل می کند.

سباستین اسپینوزا، اخترشناس و استاد دانشگاه آند شیلی، گفت که ALMA قبلا حلقه‌ها و ساختارهای دیگری را نشان داده است که به محققان کمک می‌کند تا بفهمند مواد چگونه انباشته می‌شوند و چگونه سیارات شروع به شکل‌گیری می‌کنند.

گیرنده‌های جدید به دانشمندان اجازه می‌دهند تا گاز سرد و شیمی محیط‌هایی که سیارات در آن رشد می‌کنند را بررسی کنند.

اسپینوزا گفت: «هر سیگنال جدید می‌تواند به تکمیل داستانی کمک کند که قبلا فقط بخشی از آن را درک کرده بودیم.

این فناوری همچنین به محققان در مطالعه کهکشان های دور کمک می کند. با انبساط جهان، نور کهکشان ها به سمت فرکانس های پایین تر منتقل می شود. کارپنتر گفت که گیرنده‌های جدید دامنه‌ای را که ALMA می‌تواند سیگنال‌های گاز مولکولی در آن کهکشان‌ها را تشخیص دهد، گسترش می‌دهد.

او گفت: «این به اخترشناسان کمک می‌کند تا فاصله کهکشان‌ها را اندازه‌گیری کنند و بررسی کنند که گازی که به شکل‌گیری ستاره‌ها در طول زمان چگونه تکامل یافته است.»

محققان مستقر در ایالات متحده به هدایت پروژه های بزرگ در طول چرخه 13 کمک خواهند کرد. کارپنتر گفت، تیم های آمریکای شمالی تقریبا 34 درصد از زمان مشاهده موجود را دریافت کردند.

89 پیشنهاد با اولویت بالا تایید شده آنها حدود 1400 ساعت مشاهدات با استفاده از آرایه آنتن 12 متری ALMA را شامل می شود.

بزرگترین برنامه تایید شده تقریبا 200 ساعت را به مطالعه منطقه ای فراتر از کهکشان راه شیری اختصاص می دهد که قبلا توسط تلسکوپ های فضایی هابل و جیمز وب و سایر امکانات به طور گسترده مشاهده شده است. الکساندرا پوپ از دانشگاه ماساچوست-امهرست یکی از محققین اصلی این پروژه است.

یکی دیگر از برنامه های مهم، که تا حدی توسط محقق اصلی لوکا ریچی از دانشگاه ایالتی کالیفرنیا هدایت می شود، حدود 100 ساعت را به مطالعه دیسک های اطراف ستاره های جوان اختصاص خواهد داد. کارپنتر گفت که محققان مقدار، اندازه و توزیع غبار را اندازه گیری می کنند تا بفهمند که چگونه اجزای سازنده سیارات تکامل می یابند.

ستاره شناسان رکورد 1839 پیشنهاد را برای چرخه 13 ارائه کردند و 37471 ساعت زمان رصد در آرایه 12 متری یا 8.7 برابر زمان اولیه در دسترس را درخواست کردند. ALMA بالاترین رتبه بندی خود را به 229 پیشنهاد تحقیقاتی اعطا کرد.

اسپینوزا گفت زمان محدود مشاهده، ارزیابی میزان اطلاعاتی که هر اندازه‌گیری ارائه می‌کند و میزان دقت آن می‌تواند ویژگی‌های مورد مطالعه را تعیین کند، ضروری است.

او گفت: «تقاضای بالا رقابت شدیدی را برای ساعت‌های رصد موجود ایجاد می‌کند و باعث انتخاب دقیق پروژه‌ها می‌شود و برخی تحقیقات ارزشمند ممکن است کنار گذاشته شوند یا باید تا چرخه دیگری منتظر بمانند.»

سیزا خاطرنشان کرد که تقاضای بالا پروژه‌های ارزشمند را حذف می‌کند و برخی از تیم‌های تحقیقاتی را مجبور می‌کند تا طی چندین سال دوباره درخواست دهند.

او گفت: "خبر خوب این است که تمام داده های ALMA در نهایت عمومی می شوند. آرشیو رصدخانه در حال حاضر حاوی حجم عظیمی از داده های موجود در جامعه علمی بین المللی است."