Bild på ALMA-teleskopen och den mottagare från Chalmers som de nu har utrustats med.
​Vart och ett av de 66 teleskopen vid ALMA har nu utrustats med mottagare från Chalmers. ​​​​​​​​​​​​​​​​
Foto: ESO, C. Malin/A. Pavolotsky.

​Instrument från Chalmers ska se universums mest avlägsna delar

När världens mest kraftfulla teleskop riktar in sig på de mest avlägsna delarna av universum den 1 mars 2018, är det med nya mottagare som utvecklats och tillverkats på Chalmers. De extremt finkänsliga instrumenten ger också nya möjligheter att leta efter vatten, i yttre rymden såväl som i vårt eget solsystem. 
– Att vara bäst i världen är en del av vår vardag. Det finns helt enkelt inga andra alternativ om du ska vara med på den här nivån, säger Victor Belitsky, professor och ledare för forskningsgruppen för Avancerad mottagarutveckling (GARD) på Chalmers. 
ALMA-teleskopet är egentligen 66 stycken radioteleskop, beläget 5000 m.ö.h. i Chile på en högplatå i Anderna. Där gör de gemensamma observationer, med långt skarpare bilder än vad enskilda teleskop kan göra.
I vart och ett av de 66 teleskopen finns ett antal mottagare för observation på olika våglängder. Chalmersmottagarna som nu ska tas i bruk öppnar upp de frekvenser som kallas för Band 5 för observationer, alltså ljus i form av mikrovågsstrålning med en våglängd på mellan 1,4 och 1,8 millimeter – att jämföra med synligt ljus, vars längsta våglängder är på 740 nanometer (milljarddels meter).  
– På de här frekvenserna kan vi observera kalla delar av universum, till exempel är regioner där stjärnor och planeter bildas av stort intresse. När ALMAs alla teleskop samverkar får du betydligt högre upplösning än vad du kan göra idag med optiska teleskop, säger Victor Belitsky, vars forskargrupp ingår i avdelningen Onsala rymdobservatorium på institutionen för rymd,- geo- och miljövetenskap.
– De frekvenser som nu blir tillgängliga kan bland annat ge forskarna en ny förståelse om hur stjärnor, planeter och galaxer föds. 
Perfekt tajming​
Bild på forskningsgruppen GARD.Mottagarna utvecklades av GARD-gruppen (klicka på bilden för en större version med alla namn) i ett projekt som finansierades av EU-programmet EC FP6 och löpte 2006-2012. Tajmingen visade sig vara perfekt, för när man var klara med de första mottagarna upptäcktes nya forskningsområden som gjorde att ALMA behövde mottagare på just Band 5. 
Victor och hans kollegor hade färdigställt sex kompletta mottagare, men för att kunna hantera beställningen på ytterligare 73 stycken bjöds ett team från NOVA, (Netherlands research school for astronomy) in i processen. De integrerade GARDs komponenter i den färdiga mottagarkassetten. 
– Den insatsen var viktig för att klara leveransen, men den stora utmaningen låg i arbetet att utveckla mottagaren och tillverka komponenterna. Det är världens bästa och mest avancerade teleskop som vi levererar till, och tack vare vår kunskap och erfarenhet har de nu har de fått den bästa tänkbara mottagaren. 
Coola mottagare​
Den största utmaningen vid tillverkningen av mottagare för radioteleskop är hur man ska minska bruset och få en så ren signal som möjligt. 
– Bruset sätter gränsen för hur svaga signaler man kan ta emot. Man kan likna det vid att lyssna på en vanlig radio, men en miljon gånger mer känsligt! Så ju mer vi kan reducera olika typer av brus, desto mer ökar vi möjligheterna för nya upptäckter i rymden. 
Den svenska mottagaren är i gott sällskap med sina ”syskon” från Japan, Kanada, USA och Frankrike.Störande värmestrålning motverkas till exempel genom att mottagarna opererar i ca -269 grader Celsius, eller fyra grader från den absoluta nollpunkten (bilden till höger visar mottagarna på plats i den s k kryostat som designats för att hålla så låg temperatur). 
Det är också för att minska signalförluster i Jordens atmosfär som ALMA-teleskopen är placerade på 5 000 meters höjd, på en av de torraste platserna i världen. Här finns väldigt lite vattenånga i atmosfären ovanför teleskopen som annars stör, vilket gör att man kan använda Band 5-mottagarna för att leta efter vatten i rymden och i vårt eget solsystem. 
– Det finns många användningsområden för mottagarna, både vad gäller de närmaste planeterna och fjärran galaxer. Vi får se vilka forskningsansökningar som ALMA:s forskningskommitté väljer ut, men vi vet att det finns ett stort intresse just för att observera vatten i vårt eget solsystem. 
Sverige med i toppen​
Glädjande nog är Sverige är inte bara med och levererar instrument till ALMA. Förra året var det svenska forskare som också utnyttjade teleskopet näst mest, efter Japan. 
– Lilla Sverige på andra plats! Det visar vilken styrka och ställning svensk astronomiforskning har internationellt sett. Med stödet från instrumenteringen ligger vi på en av de absolut ledande positionerna i världen – både vad gäller forskning och teknologi. Det ska vi vara stolta över. 

Text: Christian Löwhagen.

Läs mer om utvecklingen och tillverkningen av mottagarna i artikeln: ALMA Band 5 receiver cartridge. Design, performance, and commissioning, publicerad i Astronomy and Astrophysics (2017).  
Det finns också mer att läsa i en tidigare nyhet om utvecklingen av mottagarna: Teleskop redo att upptäcka vatten i rymden – med teknik från Sverige


Bilder: Oscar Mattson - Gruppfoto. Mottagarna i teleskopet: ESO/P. Yagoubov.

Kontakt: 
Victor Belitsky​, Professor och enhetschef, institutionen för rymd-, geo- och miljövetenskap, Onsala rymdobservatorium, Avancerad mottagarutveckling (GARD) 
+46 31 772 18 93. 
Visa ▼

Fakta om ALMA-observatoriet och Radioastronomi:
ALMA-observatoriet
Högt uppe på Chajnantor-platån i Chiles Atacamaöken finns ALMA - Atacama Large Millimeter/submillimeter Array - ett toppmodernt teleskop för att undersöka ljuset från några av universums kallaste kroppar. Detta ljus har våglängder runt en millimeter, mellan infrarött ljus och radiostrålning, och kallas därför millimeter och submillimeterstrålning. ALMA består av 66 högprecisionsantenner med 12 m och 6 m diameter antenner, utspridda på avstånd upp till 16 kilometer. Detta globala samarbete är det största projektet i världen inom den markbaserade astronomin.
Läs mer om ALMA-teleskopet
FAKTA om ​radioastronomi: 
Ljus med sådana våglängder kommer från väldiga kalla moln i den interstellära rymden, med temperaturer bara något tiotal grader över den absoluta nollpunkten, eller från några av de yngsta och mest avlägsna galaxerna i universum.  Astronomerna kan använda denna strålning för att studera de kemiska och fysikaliska för hållandena i molekylmoln – de områden med tät gas och stoft där nya stjärnor föds.  Ofta är dessa områden i universum mörka i synligt ljus, men de lyser klart i millimeter- och submillimeterdelen av det elektromagnetiska spektret.
Källa: Källa: ESO.org

Publicerad: on 07 feb 2018. Ändrad: sö 18 feb 2018