Radioteleskopet ALMA i norra Chile kommer att bestå av ett nätverk av 66 paraboler.

Nya teleskop ska visa universums födelse

2012-11-05

Just nu byggs världens mest kraftfulla teleskop högt uppe i Andernas ökenlandskap. Svenska forskare vid Onsala rymdobservatorium är nära involverade i konstruktionen. Dessutom planeras ett ännu större astronomiprojekt med tusentals antenner i flera länder. De nya teleskopen kommer i framtiden att ge oss bilder av hur universum skapades.

Hittills har det varit omöjligt för astronomer att observera ljus från universums mest avlägsna galaxer. Teleskopen har inte räckt till för de våglängder som krävs. Men de globala radioastronomiprojekten ALMA och SKA kommer att erbjuda helt nya möjligheter – kapaciteten blir minst tio gånger så stor som med dagens teleskop.

John Conway är en av forskarna som drömmer om att få studera hur galaxer skapades. Han har varit fascinerad av rymden ända sedan han var en liten pojke i England och såg på TV hur människor gick på månen. Idag är han professor i observationell radioastronomi vid Onsala rymdobservatorium som tillhör Chalmers tekniska högskola och stöds av Vetenskapsrådet.

– Jag blev mycket glad när jag började på universitetet och insåg att astronomi var något som man kunde livnära sig på!

Hans forskargrupp har nyligen gjort en stor upptäckt då de fann bevis för hundratals svarta hål i en galax 250 miljoner ljusår bort – fler är någon kunnat se tidigare. Upptäckten kan hjälpa forskarna att förstå mer om hur svarta hål bildas.

Nätverk av 66 paraboler

John Conway är också djupt involverad i Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA. Det är världens mest avancerade astronomiprojekt som nu byggs på 5000 meters höjd i det torra ökenlandskapet på Chajnantorplatån i Anderna i norra Chile.

Platsen är väl vald – parabolerna måste nå över det skikt av vattenånga som omringar jorden. Anledningen är att den långvågiga strålning som observeras från rymden absorberas av vattenånga.

När ALMA är färdigbyggt 2013 kommer det att bestå av ett nätverk av 66 paraboler. Tillsammans bildar de ett gigantiskt teleskop som kan registrera ljus med våglängder mellan 1 cm och 0,3 mm.

Parabolerna, som var och en väger cirka 120 ton, står inte på samma plats hela tiden utan flyttas runt mellan olika fundament enligt ett särskilt schema. Det görs med hjälp av transportörer som väger ungefär lika mycket. Syftet är att göra det möjligt för teleskopet att genomföra observationer med olika synskärpa och vid olika våglängder.

Det är John Conway som – i stor konkurrens med andra forskare – har utvecklat det regelbundna mönster enligt vilket parabolerna flyttas runt mellan fundamenten – nästan som i ett schackspel.

– Det är ett stort ansvar och mycket komplicerat. Man måste tänka in många olika faktorer för att bilderna ska bli som bäst. Det är en särskild teknik att koppla ihop många paraboler.

Innan stjärnorna och galaxerna skapades – några hundra miljoner år efter Big Bang – var det helt mörkt i universum, där fanns bara kall vätgas. Av gasmoln formades de första stjärnorna. Med de nya teleskopen kommer forskarna att kunna se strålning från bland annat dessa gasmoln.

– Vi kommer att kunna studera alla de viktiga saker som astronomer vill förstå: hur det kommer sig att vi finns här på jorden och hur stjärnor, galaxer och planeter skapades.

Efterlängtat teleskop

ALMA är ett samarbetsprojekt mellan USA, Östasien och Europa (där Europeiska sydobservatoriet, ESO, är den europeiska partnern) och har planerats i flera decennier.

Teleskopet är mycket efterlängtat bland forskare inom radioastronomi. När första årets forskartid utlystes i fjol skickades 900 observationsförslag in trots att det bara fanns tid till ungefär 100. I år var trycket ännu högre.

Men John Conway tror att det kommer att bli lättare att få forska vid ALMA längre fram när det uppdämda behovet har mattats av något.

– ALMA är en jättestor succé och svenska astronomer är mycket intresserade av att få använda det.

John Conway och hans kolleger deltar också i utvecklingen av utrustning till de nya parabolerna i Chile. Forskarnära företag har fått i uppdrag att tillverka en av de sex-sju mottagare som sitter i varje antenn. Dessutom bygger ett svenskt företag instrument som bland annat ska mäta mängden vattenånga ovanför parabolerna.

Ännu större projekt

Forskarna på Onsala rymdobservatorium är även involverade i ett ännu större astronomiprojekt – Square Kilometre Array, SKA. Det är ett samarbete mellan ännu så länge nio länder: Australien, Nya Zeeland, Sydafrika, Kanada, Kina, Sverige, Storbritannien, Nederländerna och Italien.

SKA-projektet är just nu i en planeringsfas och kommer att bestå av flera tusen antenner. De ska placeras i såväl Australien som i Sydafrika och flera andra afrikanska länder. Det kommer att täcka ett större spann i våglängd än ALMA, från 4 meter ner till 1 centimeter.

Förhoppningen är att SKA också kommer att bidra till teknisk utveckling och utbildning av astronomer och annan personal i Afrika och vara en inspiration för unga afrikaner.

– Vi hoppas kunna använda projektet till att utveckla grön energi från solen, så att en stor del av elförbrukningen ska komma från solenergi.

De närmsta fyra åren kommer medlemsländerna fatta beslut om vilken teknik som ska användas för att bygga SKA och omkring år 2020 ska de första teleskopen vara på plats enligt planerna.

– Då hoppas vi så småningom att få veta när den första stjärnan skapades. Vi kommer att kunna få tredimensionella bilder av det tidiga universum.

Text: Helena Östlund
Foto: ALMA