První pozorování observatoře ALMA

Interagující galaxie AntényNa začátku října byla oficiálně uveřejněna zpráva o prvním uskutečněném pozorování pozemní astronomické observatoře ALMA. I když je zatím observatoř dostavěna jen zčásti (do konečné podoby by se měla dostat v roce 2013), už první snímky naznačují, že její výsledky budou mít v dalším pochopení vesmíru nezastupitelnou úlohu. Observatoř ALMA je speciální typ astronomického zařízení, které studuje vesmír v milimetrové a submilimetrové oblasti. Výraz observatoř je však v tomto případě pro představu o jejím vzhledu poněkud zavádějící. Není totiž tvořena typickými optickými dalekohledy, ale soustavou parabolických antén, z nichž je v současnosti v provozu přibližně třetina z celkového počtu 66 antén (každá s průměrem 7 nebo 14 metrů), které budou kompletní observatoř tvořit. Budou sestaveny do konfigurace s odstupem od 150 metrů do 16 kilometrů a dohromady budou pracovat jako interferometr, tedy jako jeden teleskop s velmi vysokou citlivostí a rozlišovací schopností. Ve spektrálním oboru pozoruje ALMA na vlnových délkách od 0,32 mm do 3,6 mm, což zahrnuje oblast mezi infračervenými a radiovými vlnami. V tomto spektrálním oknu je možné pozorovat vzdálené oblasti vesmíru, galaxie, kvasary, prachoplynové disky okolo mladých hvězd nebo chladný mezihvězdný prach a plyn. Astronomové mohou studiem tohoto záření například odhadnout chemické a fyzikální podmínky, které panují v mezihvězdných mračnech, anebo detailněji pozorovat vzdálené a mladé galaxie, jejichž světlo vyzařuje z podstatné části právě v submilimetrové a infračervené oblasti. Záření, které z těchto objektů získáváme, je však jen o několik desetin stupně nad absolutní nulou a je proto potřeba, aby zařízení, která záření detekují, byla velice citlivá. V tomto případě se používá k detekci speciálních matic bolometrů, což je soustava extrémně citlivých detektorů, které pracují na principu změny elektrického odporu v závislosti na změně teploty způsobeném pohlcením záření. Aby byly detektory dostatečně citlivé, musí být chlazeny a to na teplotu pouhých 0,3 °C nad absolutní nulou (tedy -272,85 °C). Dalším problémem v oblasti milimetrové astronomie je atmosférická vodní pára, která slabé signály z kosmického pozadí pohlcuje. To je také důvod, proč je observatoř ALMA umístěna na náhorní plošině Chajnantor v poušti Atacama v Chile v nadmořské výšce 5 100 metrů nad mořem. Touto výškou se také stává nejvýše položeným astronomickým zařízením na světě (přesahuje o 750 metrů i observatoř Mauna Kea na Havaji). Zde je umístěn již od roku 2008 také radioteleskop APEX, který představuje parabolickou anténu a průměru 12 m a pracuje stejně jako ALMA v oblasti milimetrových vln. Oproti ní nedosahuje však takové rozlišovací schopnosti a je tedy používán spíše pro přehlídkové snímkování oblohy a zachycení cílů, jež bude pak ALMA zkoumat detailněji.

Jeden z prvních snímků, které zachytila observatoř ALMA, najdete u tohoto článku. Jsou na něm zachyceny interagující galaxie Antény (NGC 4038 a NGC 4039) vzdálené asi 70 milionů světelných let. Snímek je kombinací fotografie ve viditelné oblasti spektra tak, jako ji pořídil Hubbleův kosmický teleskop, a snímku z ALMY, jež je znázorněn pomocí růžových, červených a žlutých oblastí. Ty znázorňují obrovské vodíkové a prachové oblaky, kde se rodí nové hvězdy a ve viditelném oboru spektra by nebyly vůbec detekovatelné. Snímek byl pořízen prozatím jen soustavou 12 antén. Po celkovém dokončení bude možné pořizovat snímky ještě s podstatně větší rozlišovací schopností a přesností.