ALMA, Chile

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) 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. ALMA, el mayor proyecto astronómico que existe, es un solo telescopio de diseño revolucionario, compuesto por 66 antenas de alta precisión ubicadas en el llano de Chajnantor, a 5000 metros de altitud en el norte de Chile.

En nuestro Magazine, hablamos con el astrónomo español Baltasar Vila, Data Management Group Manager.

 

Si bien, el comienzo de la construcción del observatorio data de 2004, ya dos décadas antes entre la comunidad científica mundial emerge la necesidad de contar con un radiotelescopio con las características de ALMA.

El proyecto comenzó con Europa, Norteamérica y Asia del Este planteándose cada uno en solitario generar un telescopio que pudiese recibir luz en longitudes de ondas milimétricas y submilimétricas en grandes magnitudes.

En el caso del Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO, por su sigla en inglés) de Estados Unidos, el proyecto se denominaba Millimeter Array (MMA) y contemplaba la construcción de 40 antenas de 8 metros de diámetro, que alcanzarían una ventana atmosférica de los 30 a los 350 GHz recibiendo longitudes de ondas milimétricas. A su vez, el Observatorio Europeo Austral (ESO por su sigla en inglés) planificaba el Large Southern Array (LSA), cuya propuesta contemplaba la instalación de 50 antenas de 16 metros de diámetro, funcionando con frecuencias menores a los 350 GHz y recibiendo también longitudes de ondas milimétricas. Por último, el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ por su sigla en inglés) planteaban la construcción del Large Millimeter/Submillimeter Array (LMSA), que consideraba la misma cantidad de antenas que ESO, pero con un diámetro de 10 metros y, a diferencia del resto, buscaba recibir además longitudes de ondas submilimétricas.

Pero pronto se hizo evidente que todos estos ambiciosos proyectos difícilmente podrían realizarse por una sola comunidad y optaron por aunar esfuerzos.

Luego del diseño, uno de los factores más importantes para que este tipo de conjuntos radioastronómicos tenga éxito radica en el lugar donde se localizan. Lo anterior se debe a que las ondas de baja frecuencia son mejor recibidas a mayor altura y en un clima seco pues reducen la cantidad de ruido. A ello se suma que la superficie debe ser lo suficientemente amplia y plana para distribuir las antenas. Se exploraron varios lugares en Nuevo México, Hawái (Mauna-Kea), Francia (Meseta de Bure) y el norte de África. Sin embargo, ninguno de estos sitios pudo superar las condiciones que ofrecía el norte de Chile, específicamente el llano de Chajnantor, ubicado en medio del desierto de Atacama.

En 1995 los tres socios representados por NRAO, ESO y NAOJ realizaron pruebas en la planicie chilena, que resultaron positivas. Producto de ello, en 1999, Europa y Norteamérica firmaron un Memorándum de Entendimiento, y dos años más tarde en Tokio se suscribía la resolución que respaldaba la intención de construir el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) entre Europa, Norteamérica y Japón.

A finales del 2003, luego de una serie de pruebas, se coloca la primera piedra de lo que sería el radio observatorio más ambicioso de la Tierra.

Para observaciones en ondas milimétricas y submilimétricas son necesarios lugares secos y relativamente altos, pues la atmósfera, y en particular el vapor de agua, reducen la cantidad de luz que nos llega de los objetos astronómicos. Además, para facilidad de las observaciones en un telescopio como ALMA, es deseable que el sitio donde se construya sea lo más plano posible en una extensión comparable a la separación máxima de las antenas integrantes (~16 km).

Luego de buscar en todo el mundo lugares que satisfacen esos requerimientos (por ejemplo, en Hawaii, en la frontera de la India con Pakistan, en varios lugares de Chile, etc.), los científicos dieron con el llano de Chajnantor. Al norte de Chile, en medio del desierto de Atacama, Chajnantor ofrece una planicie muy extensa a cinco mil metros sobre el nivel del mar, donde la aridez extrema de su clima genera las condiciones perfectas para la recepción de ondas cósmicas.

Referente a los trabajadores que empezaron en el proyecto, los medios que les ofrecieron y la adaptación de los empleados al sitio por el clima.

ALMA tiene todas las características de una instalación de trabajo a gran altura geográfica en un lugar aislado. Las dificultades eran las propias de esas condiciones:

– comunicación

– concentración y seguridad en condiciones de gran altura geográfica

– clima extremo

– falta de oxígeno

– etc

Felizmente el observatorio provee las medidas necesarias para disminuir al máximo los riesgos de accidente y poder trabajar en las condiciones de confort suficientes para que todos desarrollen correctamente su trabajo. Incluso se espera que para este 2016 esté lista la residencia, que nos albergaría en aún mejores condiciones.

Alrededor de 250 personas, incluyendo científicos, ingenieros, informáticos y personal de soporte.

En ALMA trabaja gente de más de 20 nacionalidades distintas con un gran porcentaje de chilenos (sobre el 80%). Y tenemos de todas las profesiones: obviamente astrónomos, pero también ingenieros, informáticos, cocineros, personal de servicio, mecánicos, etc..Los estudios requeridos dependen del perfil del trabajo que están desarrollando. Los astrónomos son todos licenciados (y para ciertos perfiles se requiere Doctorado), los ingenieros e informáticos son generalmente Licenciados también, y el resto de personal tiene distintos niveles de educación.

El personal de ALMA trabaja en dos sitios, las Oficinas Centrales de Santiago (SCO) y en Chajnantor/Campo Base (AOS/OSF) cerca de San Pedro de Atacama (norte de Chile). La mayoría del personal asignado a SCO trabaja normalmente 5 días por semana en turnos de oficina. En cambio, el personal asignado a AOS/OSF trabaja en turnos de 8 días, teniendo luego 6 libres. Los astrónomos y algunos de los ingenieros/informáticos asignados a SCO tienen que hacer un turno de 8/6 por mes en el AOS/OSF, con lo que incluyendo el descanso de 6 días, implica que se pasan solo la mitad del mes en SCO.

El trabajo en el AOS/OSF depende del puesto. Como se observa 24 horas al día, los astrónomos y operadores de telescopio cubren esas 24 horas con tres turnos, durante los cuales están en la sala de Control realizando las observaciones astronómicas. En general, suben poco al AOS (5000m de altura), pues pueden hacer sus tareas en el OSF (3000m). Los informáticos están también en el OSF y realizan un turno extendido para cubrir de la mañana hasta medianoche. Los ingenieros, especialmente los que están involucrados en la manutención de las antenas y del correlador (ambos en el AOS), suben frecuentemente durante su turno a los 5000m por el día (se pueden quedar hasta 8 horas arriba).

ALMA tiene un sistema de selección de propuestas de observación por parte de la comunidad internacional. Una vez los proyectos seleccionados son observados, los datos son enviados a los investigadores principales quienes tienen la exclusividad durante un año. Después de este período los datos quedan liberados para la comunidad internacional.

Por su parte, los investigadores principales una vez tienen sus conclusiones con las observaciones obtenidas, por lo general terminan publicando un paper en alguna revista especializada, momento en el cual generalmente los equipos de comunicaciones de los socios de ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) además del Departamento de Difusión y Educación (EPO, por su sigla en inglés) del mismo observatorio publican un comunicado de prensa para los medios de comunicación masiva y el público general.

La verdad es que en ALMA la tecnología de punta está presente en prácticamente todos los procesos. Te aconsejo visitar http://almaobservatory.org/es/sobre-alma/como-funciona-alma/tecnologia para hacerte de una idea más precisa.

Las antenas son las encargadas de captar las ondas milimétricas y submilimétricas provenientes del cielo. Al ser estas de muy baja energía, necesitamos que los platos recolectores de las antenas sean muy grandes y combinar la señal de la mayor cantidad de antenas posibles.

Generalmente no. Antes de construir el observatorio se estudió el clima de la zona. Pero de todas maneras el clima nos obliga a parar las observaciones varios días durante el mes de febrero que es la época del invierno altiplánico.

ALMA ha producido ya muchos resultados interesantes en varias aéreas de la astrofísica milimétrica y sub-milimétrica, para destacar algunos:

a) Evolución Estelar:

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/818-alma-disentangles-complex-birth-of-giant-stars

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/783-alma-identifies-gas-spirals-as-a-nursery-of-twin-stars-

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/780-alma-reveals-miras-secret-life

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/830-alma-reveals-the-cradles-of-dense-cores-the-birthplace-of-massive-stars

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/898-alma-discovers-growth-spurts-in-a-young-protostar

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/876-alma-discover-how-lowly-dwarf-galaxy-becomes-star-forming-powerhouse

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/663-supernovas-super-dust-factory-imaged-with-alma

b) Formación de Planetas alrededor de otras estrellas:

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/524-alma-sheds-light-on-planet-forming-gas-streams

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/600-dust-trap-around-distant-star-may-solve-planet-formation-mystery

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/619-snow-in-an-infant-planetary-system

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/670-astronomers-discovered-a-drastic-chemical-change-in-the-birth-of-a-planetary-system

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/666-alma-discovers-a-formation-site-of-a-giant-planetary-system

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/771-revolutionary-alma-image-reveals-planetary-genesis

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/770-planet-forming-lifeline-discovered-in-a-binary-star-system

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/915-alma-reveals-planetary-construction-sites

c) Física alrededor de Agujeros Negros:

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/858-alma-weighs-supermassive-black-hole-at-center-of-distant-spiral-galaxy

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/826-alma-reveals-intense-magnetic-field-close-to-supermassive-black-hole

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/787-perfect-storm-suffocating-star-formation-around-a-supermassive-black-hole

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/644-alma-probes-mysteries-of-jets-from-giant-black-holes

d) Química Interestelar:

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/905-alma-detects-most-tenuous-molecular-gas-ever-observed

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/824-complex-organic-molecules-discovered-in-infant-star-system-hints-that-prebiotic-chemistry-is-universal

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/754-alma-finds-that-organic-molecules-are-branching-out

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/740-alma-confirms-comets-forge-organic-molecules-in-their-dusty-atmospheres

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/476-astrochemistry-enters-a-bold-new-era-with-alma-

e) Galaxias y Cosmología:

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/545-alma-pinpoints-early-galaxies-at-record-speed

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/591-japanese-astronomers-revealed-the-origin-of-the-cosmic-background-light

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/657-infant-galaxies-merging-near-cosmic-dawn

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/707-gigantic-explosions-buried-in-dust-alma-probes-environment-around-gamma-ray-bursts

http://almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/747-alma-applies-methods-of-sherlock-holmes-to-get-the-best-view-yet-of-merging-galaxies-in-distant-universe

ALMA está abierta a las visitas públicas, previa inscripción gratuita, todos los fines de semana del año.

Muy bello fue la vez que se encontró una cría de vicuña abandonada por su grupo en las cercanías del observatorio. El equipo de Health & Environment la rescató, alimentó y entregó al Servicio Agrícola Ganadero para que la lleven a un centro de rehabilitación y reinserción.