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阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列

十二月 12, 2023

坐标：23°01′9.42″S 67°45′11.44″W / 23.0192833°S 67.7531778°W / -23.0192833; -67.7531778

阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列（英語：Atacama Large Millimeter/submillimeter Array，缩写为ALMA）位於智利北部阿塔卡瑪沙漠，是由電波望遠鏡構成的天文干涉儀。因為具備「高海拔」和「空氣乾燥」兩絕佳條件，這對毫米和次毫米波長的觀測至關重要[1]，陣列最終選擇設在5,000公尺的查南托高原上，附近還有拉諾德查南托天文臺 (Llano de Chajnantor Observatory) 和阿塔卡馬探路者實驗。ALMA 望遠鏡陣列有 54 座口徑寬 12 米的天線以及 12 座口徑 7 米的天線，總共 是66 座天線一起協同工作。每個天線個別收集來自太空的輻射，並將訊號聚焦在天線上的接收機上。然後，所有天線取得信號經由專用的「超級計算機」－－相關器 (correlator)處理，最後彙總在一起。66 座 ALMA 天線可用不同的配置法排成陣列，天線間的距離變化多樣 ，最短可以是 150公尺，最長可以到 16 公里。若與過去的望遠鏡系統做比較，在毫米及次毫米波段上，ALMA能看到更暗的天體，同時能得到更高的影像解析度[2]。

阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列
ALMA logo
基本資料
組織多國組織
位置拉諾德查南托天文台（英语：Llano_de_Chajnantor_Observatory）
智利阿塔卡瑪沙漠
坐标23°01′9.42″S 67°45′11.44″W / 23.0192833°S 67.7531778°W / -23.0192833; -67.7531778
高度5,058.7米（16,597英尺）
望遠鏡型式54座口徑12米，12座口徑7米，共66座的碟形天線電波望遠鏡，均以光纖纜線連結
Official ALMA site
Official NRAO ALMA site
Official ESO ALMA site
Official NAOJ ALMA site
维基共享资源
[编辑维基数据]

名為毫米及次毫米波陣列的ALMA望遠鏡在毫米波和次毫米波的波長上進行觀測，觀測波段為0.3mm到9mm，解析度高達4毫角秒，成像比哈伯太空望遠鏡銳利十倍。由於站台位址條件極佳，再加上ALMA前所未有的探測靈敏度、角分辨率、頻譜解析度和成像品質，使得天文學家可以在更廣泛的天文學領域裡進行新的研究，可望探測最早的恆星和星系起源、甚至直接捕捉行星形成時的影像[3]。 ALMA從2011年的下半年開始科學觀測，在2011年10月3日向新聞界釋出第一張圖像，全面運作始於2013年3月[4][5]。 根據ALMA官方於2016年3月31日發布最新成果，高達1AU解析力的長蛇座TW星照片，精細度號稱為望遠鏡觀測原行星盤之「史上最佳代表作」[6][7]。

概觀 编辑

 
ALMA最早連結在一起作為干涉儀的兩架天線。
 
ALMA最早連結在一起作為干涉儀的三架天線。
 
接受測試中的三架ALMA原型天線。
 
在日落時的Cerro Chascon
 
ALMA的關聯器

由66架高精度的天線組成，觀測波段在0.3至9.6mm的波長的ALMA陣列，靈敏度和解析力均較現有次毫米望遠鏡更高（如單鏡的詹姆士·克拉克·馬克斯威爾望遠鏡 （页面存档备份，存于互联网档案馆）（JCMT，James Clerk Maxwell Telescope）、次毫米波陣列望遠鏡（SMA，Submillimeter Array）、位於德布赫高原的Institut de Radio Astronomie Millimétrique （页面存档备份，存于互联网档案馆）（IRAM）等）。

它的概念類似於美國新墨西哥州甚大天線陣列（VLA）的站台，天線可以在沙漠高原上移動，移動距離範圍從150米到16公里，這使ALMA的縮放功能強大，觀測目標更為多樣化。陣列是由較多望遠鏡組成時，所提供的靈敏度也較高。

望遠鏡陣列由三種不同型的天線組成：美國規格的有25座，歐洲製造的也有25座，日本的阿塔卡瑪密集陣列（ACA，Atacama Compact Array）有16座，其中又分「4大、12小」（大的口徑是12米，小的是7米）。ACA陣列既加強ALMA取得的天文影像品質，也擴大ALMA的成像視場。

歷史 编辑

ALMA的概念源自於後來合而為一的三個天文專案 －美國的「微米陣列」（MMA，Millimeter Array）、歐洲的「大南方陣列」（LSA，Large Southern Array）和日本的「大毫米波陣列」（LMA，Large Millimeter Array）。為了深入探索宇宙，1990年代前後，本來三組天文學家都在計畫建造大型天文臺，觀測毫米波：美國有「MMA陣列計畫」，歐洲人想在南半球蓋一個叫做“LSA”的南天陣列，日本人的計畫是「LMSA次毫米波陣列計畫」。ALMA跨出的第一步是在1997年，美國國家電波天文台 （页面存档备份，存于互联网档案馆）（NRAO，National Radio Astronomy Observatory ）和歐洲南方天文台（ESO）同意合併MMA和LSA為一，合併的陣列要兼具MMA的頻率範圍和LSA的靈敏度。ESO和NRAO並加入加拿大和西班牙的兩個天文台（後者在後來成為ESO成員），一起在技術、科學、和管理上定義組織一聯合專案。

經決議協定，1999年3月，新陣列名稱定為「阿塔卡瑪大型毫米波陣列」或ALMA（Atacama Large Millimeter Array），「alma」在西班牙文的意思是「靈魂」，在阿拉伯文的意思是「知識淵博」或是「博學」。2003年2月25日，北美和歐洲雙方簽屬了協議。2003年11月6日，ALMA舉行了奠基儀式，而ALMA的標誌也首度公諸於世[8]。到了2004年9月14日，日本也決定加入[9]。日本國立天文台（NAOJ，National Astronomical Observatory of Japan ）提案，將負責設計建造阿塔卡瑪密集陣列（ACA）。該陣列後來命名為森田陣列（Morita Array），以紀念對ALMA望遠鏡陣列貢獻良多的日本電波天文學家森田耕一郎（日语：森田耕一郎 (天文学者)）[10]。

科學成果 编辑

最初的測試圖像 编辑

2011年夏季，ALMA展開前期科學觀測 [11]首批公布圖像證實極大潛力。首批觀測目標之一是一對因為正在碰撞而明顯呈現扭曲的星系，稱為觸鬚星系。雖然ALMA沒有觀察到整個星系合併，但該圖像是觸鬚星系在次毫米波段的最清晰圖像，它顯示從密集的冷氣體雲形成新的恆星，那是可見光波段不能看到的圖像。

  • 測試階段觀測圖像
  •  

正式測試圖像 编辑

ALMA可探測最早的恆星和星系起源、直接捕捉行星形成時的影像

  • 正式觀測圖像
  •  

    ALMA 觀測重力透鏡現象下的SDP.81星系

  •  

    ALMA觀測金牛座 HL 原行星盤

台湾參與 ALMA 計畫 编辑

2005年9月，中華民國中央研究院與日本國立自然科學研究機構（NINS）協議，以ALMA-Japan計畫的一員加入ALMA團隊[12]。而在2008年10月，中華民國科技部[13]（當時為國家科學委員會）與美國國家科學基金會（NSF）達成中華民國與北美 ALMA 團隊的合作協議[14]。中央研究院天文及天文物理研究所藉主導ALMA第一頻段接收機的研發、測試、製造，在ALMA國際團隊中扮演重要角色[15]，用「實物製作換得觀測時間」的模式，建立了臺灣天文學界可透過「觀測計畫競投」使用ALMA的管道。

ALMA是東亞（日本、中華民國）、歐洲、北美和智利共和國形成之國際合作計畫所共同建造、運營及管理。建造成本約為美金14億[16] ，主要出資者為美國、歐洲各國及日本[17]，是目前造價最高昂的地面望遠鏡。北美和歐洲團隊負責興建的是12米基線陣列，日本負責的是阿塔卡瑪密集陣列（ACA）。

參考資料 编辑

  1. ^ Bustos, R.; Rubio, M.; Otárola, A.; et al. Parque Astronómico de Atacama: An Ideal Site for Millimeter, Submillimeter, and Mid-Infrared Astronomy. Publications of the Astronomical Society of the Pacific. 2014, 126 (946): 1126. Bibcode:2014PASP..126.1126B. arXiv:1410.2451  . doi:10.1086/679330. 
  2. ^ ASIAA ALMA Team. ALMA 阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列計畫. [2016-04-08]. （原始内容于2021-04-18）. 
  3. ^ ASIAA. ALMA 計畫內容和影像介紹. ASIAA. [2016-04-08]. （原始内容于2021-04-18）. 
  4. ^ Alma telescope: Ribbon cut on astronomical giant. BBC. [2013-03-13]. （原始内容于2015-08-13）. 
  5. ^ Spie. Pierre Cox plenary: ALMA Update. SPIE Newsroom. 2014. doi:10.1117/2.3201407.14. 
  6. ^ ALMA. . [2016-04-08]. （原始内容存档于2016-04-16）. 
  7. ^ ASIAA. ALMA拍攝原行星盤，最佳代表作出爐!. [2016-04-08]. （原始内容于2021-04-18）. 
  8. ^ Alejandro Peredo. . [2014-11-15]. （原始内容存档于2014-11-11）. 
  9. ^ ALMA, ASIAA. 有哪些人參與了ALMA建造？. [2016-04-13]. （原始内容于2017-07-16）. 
  10. ^ ALMA EPO. . [2016-04-13]. （原始内容存档于2016-04-22）. 
  11. ^ . ALMA Press Release. 2011-10-03 [2011-10-04]. （原始内容存档于2011-10-05）. 
  12. ^ ALMA, NAOJ. . [2016-04-13]. （原始内容存档于2016-06-01）. 
  13. ^ MoST. . [2016-04-08]. （原始内容存档于2015-09-01）. 
  14. ^ ASIAA. 關於ALMA. ASIAA. [2016-04-08]. （原始内容于2021-04-18）. 
  15. ^ ASIAA. ALMA 阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列計畫－－臺灣參與的 ALMA 相關計畫. [2016-06-08]. （原始内容于2021-04-18）. 
  16. ^ ALMA Inauguration Heralds New Era of Discovery. ESO - European Southern Observatory. 2013-03-13 [2014-04-29]. （原始内容于2021-04-18）. 
  17. ^ Romero, Simon. At the End of the Earth, Seeking Clues to the Universe. New York Times. 2012-04-07 [2012-04-08]. （原始内容于2013-05-24）. 

外部連結 编辑

  • ALMA官網 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  • NRAO ALMA site （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  • UK ALMA site （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  • ESO ALMA site （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  • by NAOJ
  • ALMA Antennas Collect First Data（页面存档备份，存于互联网档案馆）, "bbc.co.uk, 17 November 2009.
  • How the Huge ALMA Radio Telescope Works (Infographic) （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Space.com, 12 March 2013.
  • Into Deep Space: The Birth of the Alma Observatory （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  • An optical system design for the Atacama Large Millimeter Array （页面存档备份，存于互联网档案馆） SPIE Newsroom, 5 June 2014.
  • CBS News' "60 Minutes" program （页面存档备份，存于互联网档案馆）, original broadcast on 9 March 2014, rebroadcast on 27 July 2014. Bob Simon is the correspondent. Michael Gavshon and David Levine, producers.
  • ALMA 兒童網站 （页面存档备份，存于互联网档案馆）

十二月 12, 2023
阿塔卡馬大型毫米波, 亞毫米波陣列, 坐标, 0192833, 7531778, 0192833, 7531778, 此條目需要擴充, 2013年3月27日, 请協助改善这篇條目, 更進一步的信息可能會在討論頁或扩充请求中找到, 请在擴充條目後將此模板移除, 阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列, 英語, atacama, large, millimeter, submillimeter, array, 缩写为alma, 位於智利北部阿塔卡瑪沙漠, 是由電波望遠鏡構成的天文干涉儀, 因為具備, 高海拔, 空氣乾燥, 兩絕. 坐标 23 01 9 42 S 67 45 11 44 W 23 0192833 S 67 7531778 W 23 0192833 67 7531778 此條目需要擴充 2013年3月27日 请協助改善这篇條目 更進一步的信息可能會在討論頁或扩充请求中找到 请在擴充條目後將此模板移除 阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列 英語 Atacama Large Millimeter submillimeter Array 缩写为ALMA 位於智利北部阿塔卡瑪沙漠 是由電波望遠鏡構成的天文干涉儀 因為具備 高海拔 和 空氣乾燥 兩絕佳條件 這對毫米和次毫米波長的觀測至關重要 1 陣列最終選擇設在5 000公尺的查南托高原上 附近還有拉諾德查南托天文臺 Llano de Chajnantor Observatory 和阿塔卡馬探路者實驗 ALMA 望遠鏡陣列有 54 座口徑寬 12 米的天線以及 12 座口徑 7 米的天線 總共 是66 座天線一起協同工作 每個天線個別收集來自太空的輻射 並將訊號聚焦在天線上的接收機上 然後 所有天線取得信號經由專用的 超級計算機 相關器 correlator 處理 最後彙總在一起 66 座 ALMA 天線可用不同的配置法排成陣列 天線間的距離變化多樣 最短可以是 150公尺 最長可以到 16 公里 若與過去的望遠鏡系統做比較 在毫米及次毫米波段上 ALMA能看到更暗的天體 同時能得到更高的影像解析度 2 阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列ALMA logo基本資料組織多國組織位置拉諾德查南托天文台 英语 Llano de Chajnantor Observatory 智利阿塔卡瑪沙漠坐标23 01 9 42 S 67 45 11 44 W 23 0192833 S 67 7531778 W 23 0192833 67 7531778高度5 058 7米 16 597英尺 望遠鏡型式54座口徑12米 12座口徑7米 共66座的碟形天線電波望遠鏡 均以光纖纜線連結Official ALMA siteOfficial NRAO ALMA siteOfficial ESO ALMA siteOfficial NAOJ ALMA site维基共享资源 编辑维基数据 名為毫米及次毫米波陣列的ALMA望遠鏡在毫米波和次毫米波的波長上進行觀測 觀測波段為0 3mm到9mm 解析度高達4毫角秒 成像比哈伯太空望遠鏡銳利十倍 由於站台位址條件極佳 再加上ALMA前所未有的探測靈敏度 角分辨率 頻譜解析度和成像品質 使得天文學家可以在更廣泛的天文學領域裡進行新的研究 可望探測最早的恆星和星系起源 甚至直接捕捉行星形成時的影像 3 ALMA從2011年的下半年開始科學觀測 在2011年10月3日向新聞界釋出第一張圖像 全面運作始於2013年3月 4 5 根據ALMA官方於2016年3月31日發布最新成果 高達1AU解析力的長蛇座TW星照片 精細度號稱為望遠鏡觀測原行星盤之 史上最佳代表作 6 7 目录 1 概觀 1 1 歷史 2 科學成果 2 1 最初的測試圖像 2 2 正式測試圖像 3 台湾參與 ALMA 計畫 4 參考資料 5 外部連結概觀 编辑 nbsp ALMA最早連結在一起作為干涉儀的兩架天線 nbsp ALMA最早連結在一起作為干涉儀的三架天線 nbsp 接受測試中的三架ALMA原型天線 nbsp 在日落時的Cerro Chascon nbsp ALMA的關聯器 由66架高精度的天線組成 觀測波段在0 3至9 6mm的波長的ALMA陣列 靈敏度和解析力均較現有次毫米望遠鏡更高 如單鏡的詹姆士 克拉克 馬克斯威爾望遠鏡 页面存档备份 存于互联网档案馆 JCMT James Clerk Maxwell Telescope 次毫米波陣列望遠鏡 SMA Submillimeter Array 位於德布赫高原的Institut de Radio Astronomie Millimetrique 页面存档备份 存于互联网档案馆 IRAM 等 它的概念類似於美國新墨西哥州甚大天線陣列 VLA 的站台 天線可以在沙漠高原上移動 移動距離範圍從150米到16公里 這使ALMA的縮放功能強大 觀測目標更為多樣化 陣列是由較多望遠鏡組成時 所提供的靈敏度也較高 望遠鏡陣列由三種不同型的天線組成 美國規格的有25座 歐洲製造的也有25座 日本的阿塔卡瑪密集陣列 ACA Atacama Compact Array 有16座 其中又分 4大 12小 大的口徑是12米 小的是7米 ACA陣列既加強ALMA取得的天文影像品質 也擴大ALMA的成像視場 歷史 编辑 ALMA的概念源自於後來合而為一的三個天文專案 美國的 微米陣列 MMA Millimeter Array 歐洲的 大南方陣列 LSA Large Southern Array 和日本的 大毫米波陣列 LMA Large Millimeter Array 為了深入探索宇宙 1990年代前後 本來三組天文學家都在計畫建造大型天文臺 觀測毫米波 美國有 MMA陣列計畫 歐洲人想在南半球蓋一個叫做 LSA 的南天陣列 日本人的計畫是 LMSA次毫米波陣列計畫 ALMA跨出的第一步是在1997年 美國國家電波天文台 页面存档备份 存于互联网档案馆 NRAO National Radio Astronomy Observatory 和歐洲南方天文台 ESO 同意合併MMA和LSA為一 合併的陣列要兼具MMA的頻率範圍和LSA的靈敏度 ESO和NRAO並加入加拿大和西班牙的兩個天文台 後者在後來成為ESO成員 一起在技術 科學 和管理上定義組織一聯合專案 經決議協定 1999年3月 新陣列名稱定為 阿塔卡瑪大型毫米波陣列 或ALMA Atacama Large Millimeter Array alma 在西班牙文的意思是 靈魂 在阿拉伯文的意思是 知識淵博 或是 博學 2003年2月25日 北美和歐洲雙方簽屬了協議 2003年11月6日 ALMA舉行了奠基儀式 而ALMA的標誌也首度公諸於世 8 到了2004年9月14日 日本也決定加入 9 日本國立天文台 NAOJ National Astronomical Observatory of Japan 提案 將負責設計建造阿塔卡瑪密集陣列 ACA 該陣列後來命名為森田陣列 Morita Array 以紀念對ALMA望遠鏡陣列貢獻良多的日本電波天文學家森田耕一郎 日语 森田耕一郎 天文学者 10 科學成果 编辑最初的測試圖像 编辑 2011年夏季 ALMA展開前期科學觀測 11 首批公布圖像證實極大潛力 首批觀測目標之一是一對因為正在碰撞而明顯呈現扭曲的星系 稱為觸鬚星系 雖然ALMA沒有觀察到整個星系合併 但該圖像是觸鬚星系在次毫米波段的最清晰圖像 它顯示從密集的冷氣體雲形成新的恆星 那是可見光波段不能看到的圖像 測試階段觀測圖像 nbsp 正式測試圖像 编辑 ALMA可探測最早的恆星和星系起源 直接捕捉行星形成時的影像 正式觀測圖像 nbsp ALMA 觀測重力透鏡現象下的SDP 81星系 nbsp ALMA觀測金牛座 HL 原行星盤台湾參與 ALMA 計畫 编辑2005年9月 中華民國中央研究院與日本國立自然科學研究機構 NINS 協議 以ALMA Japan計畫的一員加入ALMA團隊 12 而在2008年10月 中華民國科技部 13 當時為國家科學委員會 與美國國家科學基金會 NSF 達成中華民國與北美 ALMA 團隊的合作協議 14 中央研究院天文及天文物理研究所藉主導ALMA第一頻段接收機的研發 測試 製造 在ALMA國際團隊中扮演重要角色 15 用 實物製作換得觀測時間 的模式 建立了臺灣天文學界可透過 觀測計畫競投 使用ALMA的管道 ALMA是東亞 日本 中華民國 歐洲 北美和智利共和國形成之國際合作計畫所共同建造 運營及管理 建造成本約為美金14億 16 主要出資者為美國 歐洲各國及日本 17 是目前造價最高昂的地面望遠鏡 北美和歐洲團隊負責興建的是12米基線陣列 日本負責的是阿塔卡瑪密集陣列 ACA 參考資料 编辑 Bustos R Rubio M Otarola A et al Parque Astronomico de Atacama An Ideal Site for Millimeter Submillimeter and Mid Infrared Astronomy Publications of the Astronomical Society of the Pacific 2014 126 946 1126 Bibcode 2014PASP 126 1126B arXiv 1410 2451 nbsp doi 10 1086 679330 ASIAA ALMA Team ALMA 阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列計畫 2016 04 08 原始内容存档于2021 04 18 ASIAA ALMA 計畫內容和影像介紹 ASIAA 2016 04 08 原始内容存档于2021 04 18 Alma telescope Ribbon cut on astronomical giant BBC 2013 03 13 原始内容存档于2015 08 13 Spie Pierre Cox plenary ALMA Update SPIE Newsroom 2014 doi 10 1117 2 3201407 14 ALMA ALMA s Best Image of a Protoplanetary Disk 2016 04 08 原始内容存档于2016 04 16 ASIAA ALMA拍攝原行星盤 最佳代表作出爐 2016 04 08 原始内容存档于2021 04 18 Alejandro Peredo Ground breaking ceremony for the Atacama Large Millimeter Array ALMA 2014 11 15 原始内容存档于2014 11 11 ALMA ASIAA 有哪些人參與了ALMA建造 2016 04 13 原始内容存档于2017 07 16 ALMA EPO Final ACA Antenna Delivered The Morita Array 2016 04 13 原始内容存档于2016 04 22 ALMA Open its Eyes ALMA Press Release 2011 10 03 2011 10 04 原始内容存档于2011 10 05 ALMA NAOJ 2005年9月08日 台湾の中央研究院との協定書に署名 2016 04 13 原始内容存档于2016 06 01 MoST 中華民國科技部 2016 04 08 原始内容存档于2015 09 01 ASIAA 關於ALMA ASIAA 2016 04 08 原始内容存档于2021 04 18 ASIAA ALMA 阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列計畫 臺灣參與的 ALMA 相關計畫 2016 06 08 原始内容存档于2021 04 18 ALMA Inauguration Heralds New Era of Discovery ESO European Southern Observatory 2013 03 13 2014 04 29 原始内容存档于2021 04 18 Romero Simon At the End of the Earth Seeking Clues to the Universe New York Times 2012 04 07 2012 04 08 原始内容存档于2013 05 24 外部連結 编辑ALMA官網 页面存档备份 存于互联网档案馆 NRAO ALMA site 页面存档备份 存于互联网档案馆 UK ALMA site 页面存档备份 存于互联网档案馆 ESO ALMA site 页面存档备份 存于互联网档案馆 ALMA site by NAOJ ALMA Antennas Collect First Data 页面存档备份 存于互联网档案馆 bbc co uk 17 November 2009 How the Huge ALMA Radio Telescope Works Infographic 页面存档备份 存于互联网档案馆 Space com 12 March 2013 Into Deep Space The Birth of the Alma Observatory 页面存档备份 存于互联网档案馆 An optical system design for the Atacama Large Millimeter Array 页面存档备份 存于互联网档案馆 SPIE Newsroom 5 June 2014 CBS News 60 Minutes program 页面存档备份 存于互联网档案馆 original broadcast on 9 March 2014 rebroadcast on 27 July 2014 Bob Simon is the correspondent Michael Gavshon and David Levine producers ALMA 兒童網站 页面存档备份 存于互联网档案馆 取自 https zh wikipedia org w index php title 阿塔卡馬大型毫米波 亞毫米波陣列 amp oldid 76741158, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，

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