Atacama Large Millimeter Array

ALMA antenleri

Atacama Büyük Milimetre/Milimetre-altı Dizisi (İngilizce: Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array) (ALMA), (Türkçe: Atacama Büyük Milimetre Dizisi), Şili'nin kuzeyinde Atacama Çölü'nde yüksek bir platoda bulunan astronomik interferometre özellikli radyo teleskoplardır. Milimetre ölçülerinde dalgaboylarını belirlemek daha kolay olduğundan (parazitler çok daha az olduğundan) gözlemevi, yüksek ve kuru olması nedeniyle Atacama Çölü'nde 5,000 metre yükseklikteki Chajnantor Platosu'na kurulmuştur. 66 adet 12 metre ve 7 metre çaplarında radyo teleskoplar evrendeki milimetre ve milimetre-altı ölçülerinde dalgaboylarını araştırmaktadır. ALMA'nın evrenin erken dönemlerindeki yıldız doğumları hakkında fikir vermesi beklenmektedir.

ALMA uluslararası bir ortaklık ürünüdür. Avrupa, ABD, Kanada, Doğu Asya ve Şili ortaklığında oluşturulmuştur. 1 Milyar ABD dolarından daha fazla maliyet tutarı ile en pahalı aktif yer merkezli teleskop dizinidir. ALMA 2011 yılının ikinci yarısında bilimsel gözlemlere başladı ve ilk görüntüler 3 Ekim 2011'de basına gösterildi. Teleskoplar Mart 2013'den bu yana tam operasyonel olarak çalışmaktadırlar.

"Alma" kelimesi İspanyolca ve Portekizce "ruh" anlamına gelmektedir.

Genel Bilgiler

İlk ALMA dizisi 66 tane yüksek çözünürlüklü antenden oluşacaktır ve 0.3 mm ile 9.6 mm dalga boyları arasında işletilecektir. ALMA'nın teleskopları, tek çanağı olan James Clerk Maxwell Teleskobu ya da bir dizi çanaktan oluşan interferometre ağı Milimetre-altı Dizisi (İngilizce:Submillimeter Array) ya da Milimetre-altı Radyo Astronomi Enstitüsü'nün Plateau de Bure tesisi gibi daha önce inşa edilmiş milimetre-altı teleskoplardan çok daha hassas ve yüksek çözünürlüğe sahiptir.

Antenler 150 metre ile 16 kilometre arasında çöl boyunca taşınabilecektir ki bu durum ALMA'ya benzer bir şekilde işletilen ABD'nin New Mexico bölgesinde bulunan Very Large Array (VLA) teleskop dizisindeki gibi uzayda daha uzak noktalara bakma niteliği kazandıracaktır.

Çok hassas bir şekilde gözlem yapma niteliği genellikle çok sayıda teleskoptan oluşan bir dizi inşa ederek elde edilebilmektedir.

ALMA'nın teleskopları Avrupa, Kuzey Amerika ve Doğu Asyalı partnerler tarafından desteklenmektedir. Amerikalı ve Avrupalı partnerlerin her biri ana diziyi oluşturacak olan yirmi beş tane 12 metre çapında anteni finansa etmiştir. Doğu Asya ise geliştirilmekte olan ALMA'nın bir parçası olarak dört tane 12 metre ve on iki tane 7 metre çapa sahip on altı antenden oluşan Atacama Kompakt Dizisi (İngilizce: Atacama Compact Array) (ACA)'ne katkı yapmaktadır.

Uzayda büyük alan kaplayan bölgeler ALMA dizisinin ana antenlerinden daha küçük çapta antenler kullanarak yani Atacama Kompakt Dizisi sayesinde belirlenmiş bir frekansta gözlemlenebilir. Antenleri birbirine daha yakın bir konuma getirmek daha büyük bir açısal genişlemeye sahip kaynakların gözlemlenmesini olanaklı kılmaktadır. Geniş alan görüntüleme yeteneğine sahip Atacama Kompakt Dizisi, ana dizi ile beraber çalışacaktır.

Tarih

ALMA'ya ilham veren 3 ana astronomik proje vardır: ABD'de bulunan Milimetre Dizisi (İngilizce:Millimeter Array) (MMA), Avrupa'da bulunan Büyük Güney Dizisi (İngilizce: Large Southern Array) (LSA) ve Japonya'da bulunan Büyük Milimetre Dizisi (İngilizce:Large Millimeter Array) (LMA).

ALMA'nın inşasına yönelik olarak ilk adımlar Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi (İngilizce:National Radio Astronomy Observatory) (NRAO) ve Avrupa Güney Gözlemevi (İngilizce:European Southern Observatory) (ESO) bir ana proje olarak MMA projesi ve LSA projesini birleştirip beraber bir proje yürütmeyi kabul ettiği zaman 1997 yılında atıldı. Bu birleşmiş dizi LSA'nın hassas frekans kapsamı ve MMA'nın mükemmel bölgesinin bir kombinasyonudur. Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi (NRAO) ve Avrupa Güney Gözlemevi (ESO) teknik, bilimsel ve yönetimsel gruplarla katılımcı olarak Kanada ve İspanya'nın yer alacağı (İspanya sonradan ESO'ya üye olmuştur) iki gözlemevi ile birlikte yürütülecek ortak bir proje başlatmak ve organize etmek için beraber çalışmıştır.

1999 yılının mart ayında bir dizi kararlar ve anlaşmaların sonucunda "Atacama Büyük Milimetre/Milimetre-altı Dizisi" ya da kısa adıyla ALMA'nın yeni diziye verilecek olan isim olduğu ve 25 Şubat 2003'te ALMA'nın simgesinin ne olacağı Kuzey Amerika ile Avrupalı katılımcılar arasında belirlenmiş oldu. ("Alma" Arapça'da "bilgili" ya da "alim" anlamına gelmektedir.) ALMA Projesi birkaç yıl süren karşılıklı görüşmeler neticesinde Japonya Ulusal Astonomi Gözlemevi (İngilizce: National Astronomical Observatory of Japan) (NAOJ)'nden bir teklif aldı. Japonya aracılığı ile Atacama Kompakt Dizisi (ACA) desteklendi ve büyük dizi için ek olarak üç tane alıcı band ile daha gelişmiş bir ALMA'nın temelleri atıldı. ALMA ve NAOJ arasındaki diğer görüşmeler sonucunda 14 Eylül 2004 yılında üst düzey bir anlaşma yapıldı. Bu anlaşmayla beraber Japonya da Atacama Milimetre/Milimetre-altı Dizisi olarak bilinen gelişmiş ALMA'nın resmi katılımcılarından birisi oldu. 6 Kasım 2003 yılında bir temel atma töreni yapıldı ve ALMA'nın logosu resmi olarak belirlendi.

ALMA'nın planlanma sürecinin henüz başlarındayken yalnızca bir tasarım kullanmak yerine Kuzey Amerika, Avrupa ve Japonya'dan tanınmış şirketlere ALMA için antenler dizayn etmesi ve inşa etmesi iş verilmesi kararlaştırıldı. Bu durum genel olarak politik sebeplerden dolayıydı. Proje ortaklarının çok farklı yaklaşımları olmasına rağmen her bir antenin tasarımı ALMA'nın sıkı gereksinimlerini karşılayabilecek nitelikte olmalıydı.

Fon

ALMA ilk olarak yarı yarıya bir işbirliği ile Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi (İngilizce:National Radio Astronomy Observatory) (NRAO) ve Avrupa Güney Gözlemevi (İngilizce:European Southern Observatory) (ESO) arasında ve daha sonra Japonyalı, Tayvanlı ve Şilili partnerlerin yardımıyla daha büyük bir işbirliği ile işletilmeye başlanmıştır. ALMA 1.4 milyar dolar ile 1.5 milyar dolar arasında bir harcamayla inşa edilmiş en büyük ve yer tabanlı en pahalı astronomi projesidir.

Partnerler

• Avrupa Güney Gözlemevi
• Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi (İngilizce:National Radio Astronomy Observatory) aracılığı ile Ulusal Bilim Vakfı (İngilizce: National Science Foundation) ve Kuzey Amerika ALMA Bilim Merkezi (İngilizce:North American ALMA Science Center
• Kanada Ulusal Araştırma Konseyi (İngilizce:National Research Council of Canada)
• Ulusal Doğa Bilimleri Enstitüsü'ne (İngilizce:National Institutes of Natural Sciences) (NINS) bağlı Japonya Ulusal Astronomi Gözlemevi (İngilizce:National Astronomical Observatory of Japan) (NAOJ)
• ALMA-Taiwan Sinica Akademisi Astronomi ve Astrofizik Enstitüsü (İngilizce:ALMA-Taiwan at the Academia Sinica Institute of Astronomy & Astrophysics) (ASIAA)
• Şili Cumhuriyeti

Kurulum

Öncelikli olarak inşaatın kompleks kısımları Avrupalı, Amerikalı, Japon ve Kanadalı şirketler ve üniversiteler tarafından inşa edildi. Üç anten prototipi 2002 yılından beri New Mexico'daki Çok Büyük Dizi (İngilizce:Very Large Array) bölgesinde değerlendirmeye alındı.

Avrupalı şirket Thales Alenia Space diğer yirmi beş ana anteni inşa ederken, General Dynamics C4 Sistemleri ve onun SATCOM Teknolojileri anlaşmalı üniversiteler ve şirketlerce yirmi beş tane 23 metre anten inşa etmek için kontrat imzaladılar (Avrupa endüstrisindeki bugüne kadarki yer tabanlı astronominin en büyük kontratı). İlk anten 2008 yılında ve sonuncusu da 2011 yılında teslim edildi.

Antenlerin bölgeye taşınması

115 tonluk antenleri 2900 metre yüksekliğe sahip Operasyon Destek Tesisi'nden 5000 metre yüksekteki bölgeye taşımak Monster Moves:Mountain Mission belgeselinde olduğu gibi muazzam zorluklar yarattı. Çözüm olarak iki tane özel 28 tekerlekli yarı otomatik kaya kamyonlarını kullanmak seçildi. Araçlar Almanyalı şirket Scheuerle Fahrzeugfabrik tarafından üretildi ve 10 metre genişlik, 20 metre uzunluk ve 6 metre yüksekliği ile 130 tonluk bir ağırlığa sahipti. Bu dev araçlar ikiz turbo 500 kW dizel motorlarla güçlendirildi.

Yükek irtifada sürücünün nefes almasına yardım etmek için oksijen tüpü yerleştirilmiş bir sürücü koltuğu tasarlanarak üretilen araçlar antenleri bölgeye kusursuz bir şekilde yerleştirdiler. İlk araç 2007 yılının haziran ayında tamamlandı ve test edildi. Her iki taşıyıcı araç da 15 Şubat 2008 yılında Şili'de ALMA Operasyon Destek Birimine (İngilizce:ALMA Operations Support Facility) (OSF) teslim edildi.

7 Haziran 2008 yılında bir ALMA taşıyıcısı anten montaj binasının içerisinden binanın dışında bir bölgeye test amaçlı olarak ilk defa bir anteni taşıdı (holografik yüzey ölçümleri). Bu anten Kuzey Amerikalı şirketin VertexRSI tasarımıydı.

2009 yılının sonbaharı boyunca ilk üç anten tek tek gözlem yapacakları bölgeye taşındı. 2009 yılının sonlarına doğru ALMA astronomlarından ve mühendislerinden oluşan bir ekip 5000 metre (16,000 ft) yükseklikte bulunan gözlem alanında gözlemevinin son derece gelişmiş bu üç antenini başarılı bir şekilde birbirine bağladı. Böylelikle montajın ve çiçeği burnunda olan birleşimin ilk adımı tamamlanmış oldu. Uyumlu bir şekilde çalışmaları için üç anteni birbirine bağlamak ilk defa ALMA ekibine yalnızca iki antende ortaya çıkan ve hassas, yüksek çözünürlüklü gözlem yapmaya engel olacak hataları doğru bir şekilde düzeltme imkanı sağladı. Bu önemli adımla birlikte 22 Ocak 2010'da cihazların devreye sokulması kararlaştırıldı.

Dış bağlantılar

• Official ALMA site
• NRAO ALMA site
• UK ALMA site
• ESO ALMA site
• ALMA site by NAOJ
• ALMA Antennas Collect First Data, "bbc.co.uk, 17 November 2009.
• How the Huge ALMA Radio Telescope Works (Infographic), Space.com, 12 March 2013.
• Into Deep Space: The Birth of the Alma Observatory