El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una asociación internacional entre Europa, Norteamérica y Asia del Este, en colaboración con la República de Chile, es el mayor proyecto astronómico del mundo. Comprende un solo telescopio de diseño revolucionario, compuesto por un conjunto de 66 antenas, repartidas a distancias que pueden alcanzar los 16 kilómetros, de siete y doce metros de diámetro, destinados a observar longitudes de onda milimétricas y submilimétricas.
Son de alta precisión y están ubicadas en el llano de Chajnantor, a 5000 metros de altitud en el norte de Chile: es el mayor y más caro radiotelescopio terrestre construido.
Este proyecto es una asociación internacional entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE.UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS), junto con NRC (Canadá), NSC y ASIAA (Taiwán), y KASI (República de Corea), en cooperación con la República de Chile.
El origen de ALMA se remonta al final del siglo pasado. Astrónomos europeos, norteamericanos y japoneses estudiaron la posibilidad de construir grandes conjuntos de radiotelescopios milimétricos/submilimétricos y discutieron los distintos observatorios posibles. Después de investigaciones minuciosas, se hizo evidente que los ambiciosos proyectos de todos estos estudios difícilmente podrían ser realizados por una sola comunidad.
Por consiguiente, la comunidad norteamericana, representada a través de la NSF (Fundación Nacional para la Ciencia) y la comunidad europea, representada a través de la ESO (Organización europea para la Investigación Astronómica en el Hemisferio Austral) firmaron un primer Memorándum en 1999, seguido en 2002 por un acuerdo para construir ALMA en un altiplano en Chile.
Posteriormente, Japón, a través del NAOJ (Observatorio Astronómico Nacional de Japón), trabajó con los otros socios para definir y formular su participación en el proyecto ALMA. Un acuerdo oficial trilateral entre la ESO, la NSF y los Institutos Nacionales para las Ciencias Naturales (NINS, Japón) referente a la construcción del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array ampliado se firmó en septiembre de 2004. Este acuerdo fue enmendado en julio de 2006.
ATACAMA
El emplazamiento de ALMA, a unos 50 km al este de San Pedro de Atacama, en el norte de Chile, es uno de los lugares más secos de la Tierra.
El desierto de Atacama es considerado como uno de los lugares más secos de nuestro planeta. Cubriendo un área de 181.300 kilómetros cuadrados, el desierto de Atacama está cercado al este por la cadena principal de los Andes, mientras al oeste se extiende una cordillera secundaria de los Andes llamada Cordillera de Domeyko.
Extendiéndose desde algunos kilómetros al sur de la frontera Chile-Bolivia a aproximadamente 30° de latitud sur, se compone de cuencas de sal (salares), arena y flujos de lava, y tiene más de 20 millones de años de edad. La porción más seca de esta región está situada al sur del Río Loa y al oeste de la Cordillera Domeyko, cerca de San Pedro de Atacama y Toconao, pueblos ubicados a una distancia muy corta del Observatorio ALMA.
Grandes volcanes dominan el paisaje, incluyendo el Licancabur, Acamarachi, Aguas Calientes y el Láscar. Éste último es uno de los volcanes más activos en Chile. Todos ellos están situados a lo largo del lado oriental del Salar de Atacama, formando una línea de volcanes con tendencia norte-sur generalmente.
Debido a su sequedad, su gran altitud, la cobertura de nubes casi inexistente, y la escasez de contaminación lumínica e interferencia de radio de las ciudades muy ampliamente espaciadas, el desierto es uno de los mejores lugares en el mundo para llevar a cabo observaciones astronómicas.
En las últimas décadas, Chile se ha convertido en un país líder a nivel mundial en el campo de la astronomía. Muchas colaboraciones internacionales han tomado forma y Chile ahora aloja la mayoría de los más poderosos observatorios astronómicos terrestres en la Tierra.
Mientras los astrónomos operarán el telescopio desde el Edificio técnico en el Centro de Operaciones de ALMA (OSF), a 2.900 metros sobre el nivel del mar, el conjunto de antenas se encuentra en el altiplano de Chajnantor, una planicie a una altitud de 5.000 metros. Por supuesto, esta ubicación fue seleccionada debido a muchas razones científicas bien justificadas, particularmente la sequedad y altitud. El sitio de ALMA con la precipitación anual promedio bajo 100 mm es el lugar perfecto para un nuevo telescopio capaz de detectar ondas de radio de sólo milímetros de longitud de onda. De hecho, las ondas de radio penetran mucho del gas y polvo en el espacio, y pueden atravesar la atmósfera de la Tierra con poca distorsión. Sin embargo, si la atmósfera sobre ALMA contuviera agua, las señales de radio serían absorbidas mucho , las minúsculas gotitas de agua dispersan las ondas de radio en todas las direcciones antes que lleguen al telescopio, y degradarían la calidad de las observaciones.
Además, la tierra plana y extensa en el sitio de ALMA es apropiada para la construcción de un conjunto de gran envergadura.
ALMA es el telescopio más poderoso para observar el Universo frío, desde el gas molecular y el polvo, hasta los vestigios de la radiación del Big Bang. Estudiará los componentes básicos de las estrellas, los sistemas planetarios, las galaxias y la vida misma. Proporcionará a los científicos imágenes detalladas de estrellas y planetas naciendo en nubes de gas cerca de nuestro Sistema Solar y detectará galaxias distantes en formación en los límites del Universo observable, que vemos tal y como eran hace unos diez mil millones de años. De esta forma, ALMA permitirá a los astrónomos trabajar en torno a algunas de las profundas interrogantes sobre nuestros orígenes cósmicos.
LAS ANTENAS
Quienes visiten Chajnantor verán 66 antenas, de las cuales 54 tendrán 12 metros de diámetro y 12 tendrán 7 metros cada una. La parte más visible de cada antena es el mencionado reflector. Cada reflector tiene la misma función que el espejo de un telescopio óptico: la de captar la radiación proveniente de objetos astronómicos distantes y dirigirla hacia un detector que mide los niveles de dicha radiación.
Lo que distingue los dos tipos de telescopio es la longitud de onda de la radiación absorbida. La luz visible captada por los telescopios ópticos, con sus longitudes de onda de entre 380 y 750 nanómetros, constituye apenas una pequeña fracción del espectro de radiación electromagnética. ALMA captará radiación proveniente del espacio en longitudes de onda más largas, de entre unos pocos cientos de micrómetros y aproximadamente 1 milímetro (cerca de mil veces más largas que las ondas de la luz visible). Estas se conocen, como es de suponer, como radiación milimétrica y submilimétrica, y están entre las ondas de radio más cortas del espectro.
El hecho de que los reflectores de ALMA sean paneles metálicos y no espejos se debe a la longitud de onda para las que están diseñados. Las superficies reflectantes de cualquier telescopio deben ser prácticamente perfectas, ya que cualquier imperfección levemente superior a la longitud de onda a ser captada impide que el telescopio obtenga datos correctos.
Como las antenas de ALMA detectan longitudes de onda más largas que las de la luz visible, si bien tienen una precisión de hasta 25 micrómetros (mucho más fina que el espesor de una hoja de papel), no necesitan reflectores de espejo. Por lo tanto, aunque los reflectores de ALMA parezcan receptores satelitales gigantes, para un fotón con longitud de onda submilimétrica (partícula de luz) son superficies reflectantes casi perfectas y muy precisas.
ALMA combinará las señales provenientes de un conjunto de antenas que funcionarán como un interferómetro, es decir, como un único telescopio gigante del tamaño del conjunto entero.
Gracias a los camiones transportadores, los astrónomos podrán reposicionar las antenas según las observaciones que hagan. A diferencia de un telescopio que se construye y permanece en un mismo lugar, las antenas de ALMA son lo suficientemente sólidas para ser desplazadas entre plataformas de concreto sin que sus mecanismos de alta precisión sufran daños.
Estas antenas pioneras darán vida a un telescopio revolucionario que refleja el espíritu de cooperación que da sustento al proyecto ALMA.
Científicos de ALMA confirmaron las capacidades polarimétricas sin precedentes del observatorio en las bandas milimétrica y submilimétrica. La polarimetría es una técnica valiosa para estudiar los campos magnéticos del Universo y para los astrónomos que desean usar ALMA para revelar misterios magnéticos como el mecanismo de propulsión de los intensos chorros de energía emitidos por los agujeros negros supermasivos.
El campo magnético se extiende por todo el Universo y cumple importantes funciones. En la Tierra podemos usar un compás para orientarnos gracias al campo magnético que nos envuelve.
Las manchas solares y las erupciones solares son provocadas por los campos magnéticos del Sol. Los campos magnéticos también desempeñan un papel importante en procesos como la formación de estrellas y planetas y en fenómenos peculiares observados alrededor de algunos agujeros negros. Sin embargo, todavía es difícil medir los campos magnéticos, pese a su omnipresencia. La polarimetría es una de las pocas técnicas que disponemos para estudiar los campos magnéticos del Universo.
ALMA está diseñado para realizar observaciones polarimétricas de alta sensibilidad. Para confirmar esta capacidad, los astrónomos han observado objetos bien conocidos y han comparado los resultados con aquellos obtenidos por otros telescopios. ALMA dio inicio a observaciones científicas en 2011, pero paralelamente realiza actividades de verificación de los métodos de observación avanzada.
En esta ocasión, ALMA observó la luminosa fuente 3C 286 para verificar las observaciones polarimétricas. La fuente, ubicada a 7.300 millones de años luz de la Tierra, es un cuásar que emite ondas de radio muy intensas. Muchos investigadores dan por sentado que los cuásares tienen un agujero negro supermasivo en su centro y que emiten intensos chorros por efecto de los campos magnéticos. ALMA observó la base del chorro de 3C 286 para medir la intensidad y la dirección de la onda polarizada. Según los resultados obtenidos revelan detalles nunca antes vistos y muestran claramente que el campo magnético es más fuerte y ordenado hacia el interior del chorro que emerge del cuásar. Esto ayuda a los investigadores a comprender la estructura del campo magnético en el corazón del cuásar, brindando información esencial sobre el proceso físico que genera las emisiones de radio.
Por lo general, el componente polarizado equivale a un porcentaje muy bajo de la emisión de radio total de un objeto. De ahí la importancia de contar con una herramienta muy sensible para lograr una polarimetría precisa, un requisito que se ha logrado cumplir con ALMA.
VISITAS
ALMA está abierto para quienes deseen conocer sus instalaciones ubicadas en el norte de Chile (50 km de San Pedro de Atacama) cada sábado y domingo por la mañana previa inscripción, rellenando el formulario que aparece en su página web. Sólo las personas previamente inscritas podrán visitar el Sitio de Apoyo a las Operaciones de ALMA (OSF), campamento donde trabaja el personal de ALMA y donde los visitantes podrán ver la sala de control, laboratorios y generalmente antenas en mantención y un transportador de antenas.
Por motivos de seguridad no están autorizadas las visitas al llano de Chajnantor (AOS, donde se ubica el conjunto de antenas), debido a su gran altitud, a 5.000 metros sobre el nivel del mar.
[av_gallery ids=’5105,5100,5097,5108,5104,5102,5099,5106,5098,5103,5094,5095,5096,5107,5101′ style=’thumbnails’ preview_size=’portfolio’ crop_big_preview_thumbnail=’avia-gallery-big-crop-thumb’ thumb_size=’portfolio’ columns=’3′ imagelink=’lightbox’ lazyload=’avia_lazyload’]