Svenska Sepia börjar söka efter vatten i universum

Från teleskopet Apex på 5000 meters höjd i norra Chile öppnas nu upp ett tidigare outforskat fönster mot universum. Det nya, chalmersbyggda instrumentet Sepia har börjat upptäcka ljussvaga signaler från vatten och andra molekyler i rymden.

Sepia, en förkortning för Swedish-ESO PI receiver for Apex, installerades på Apex-teleskopet tidigare i år. Nu visar de första resultaten från instrumentet att det fungerar väl. Dessutom får nu astronomer från hela världen ansöka om tid för observationer med Sepia.

Sepia är känslig för millimetervågor, ljus med våglängder i intervallet 1,4-1,9 millimeter (158-211 GHz), långt rödare än vad ögat kan se. Detta ljus blockeras av vattenånga i atmosfären på de flesta platser på jorden, men de enastående observationsförhållanden som råder på den extremt torra Chajnantor-platån i norra Chile innebär att härifrån kan de svaga signalerna från rymden ändå upptäckas.

Dessa våglängder är intressanta för astronomer eftersom det är här man hittar signaler från vatten i rymden. Genom att mäta upp signaler från vattenmolekyler i rymden kan forskare till exempel studera hur nya stjärnor och planeter bildas. Vatten tros dessutom spela en viktig roll i livets uppkomst. Sepia blir även ett viktigt verktyg för astronomer som vill förstå galaxernas roll i universums historia genom att spåra både molekyler av kolmonoxid (CO) och joner av kol i mycket avlägsna galaxer.

Under 2015 har det nya instrumentet använts för att göra testobservationer på Apex. Identiska mottagare installeras nu också hos antennerna i superteleskopet Alma. Teleskopen kompletterar varandra: Almas 66 antenner ger den skarpaste bilden av universum i ljus med våglängd runt en millimeter, medan Apex med dess enskilda 12-metersantenner, i stället snabbt kan avsöka större områden på himlen.

John Conway är föreståndare för Onsala rymdobservatorium vid Chalmers.

– De första mätningarna från Sepia på Apex visar att vi nu verkligen håller på att öppna upp ett nytt fönster, och därmed också kan observera vatten i rymden. Sepia kommer ge astronomer möjligheten att söka efter objekt som man senare kan följa upp med högre spatial upplösning när samma mottagare tas i drift på Alma, säger han.

Sepia har utvecklats av forskarna och ingenjörerna vid Gruppen för avancerad mottagarutveckling (Gard) vid Onsala rymdobservatorium och Institutionen för rymd- och geovetenskap vid Chalmers. Alexey Pavolotsky är en av forskarna i gruppen.

– Att bygga toppmoderna instrument för teleskop som Apex och Alma betyder för oss att kombinera olika tekniker på bästa möjliga sätt. Utmaningen att lösa problem inom många olika forskningsfält – till exempel halvledarelektronik och supraledarelektronik för mikrovågor och millimetervågor, mikrofabrikation, fysisk optik och kryoteknik – är det som gör det här arbetet spännande, säger han.

Bland de första att söka tecken på vatten med Sepia är Elvire De Beck, astronom vid Chalmers och Onsala rymdobservatorium, som tillsammans med kollegor gjort mätningar av vattenånga nära den röda jättestjärnan W Hydrae.

– Sepia fungerar riktigt bra. De här mätningarna visar hur tydligt vi kan detektera vatten och andra molekyler kring stjärnor som denna och andra som liknar den. Med hjälp av Sepia – och snart också med mer detaljskärpa med Alma – kommer mätningar som dessa att kunna berätta mycket för oss om röda jättar, och det i sin tur berättar om vad som händer med stjärnor som solen när de blir gamla, förklarar Elvire De Beck.

Bildtext: Ingenjörer från Gruppen för avancerad mottagarutveckling vid Onsala rymdobservatorium och Chalmers undersöker Sepias övre del innan den installeras på teleskopet Apex. Till vänster står Mathias Fredrixon och Denis Meledin, och bakom dem Igor Lapkin. Foto: Sascha Krause

För mer information, kontakta:

• Robert Cumming, astronom och informatör, Onsala rymdobservatorium, 031-772 55 00, 070-49 33 114, robert.cumming@chalmers.se
• John Conway, föreståndare, Onsala rymdobservatorium, Chalmers, 031-772 55 00, john.conway@chalmers.se
• Victor Belitsky, professor i radio- och rymdvetenskap vid Chalmers, ledare för Gruppen för avancerad mottagarutveckling vid Onsala rymdobservatorium och Chalmers, 031-772 18 93, victor.belitsky@chalmers.se

Fakta om Sepia, Apex och Alma
Sepia, en förkortning för Swedish–ESO PI receiver for Apex, är en mottagare som utvecklades, byggdes och installerades på Apex-teleskopet av Gruppen för avancerad mottagarutveckling (Gard), Onsala rymdobservatoriet vid Chalmers, och som stöds av ESO. Sepia har plats för tre mottagarkanaler och för närvarande är en kanal, Band 5, på plats. Behållaren för mottagaren utvecklades, byggdes och testades för Almas Band 5 av Gard som en del av ett projekt under EU-kommissionens ramprogram FP6 (uppgradering av Alma). ESO levererade oscillatorkällan och rumstemperaturelektroniken som producerades av det amerikanska nationella radioobservatoriet NRAO.

Apex (Atacama Pathfinder Experiment) är ett samarbete mellan Max Planck-Institutet för Radioastronomi (MPIfR), Onsala rymdobservatorium och ESO, det Europeiska sydobservatoriet. Det är det största teleskopet med en enda antenn på södra halvklotet som är känsligt för signaler med våglängder strax under en millimeter. Driften av Apex vid Chajnantor sköts av ESO. Teleskopet ligger på något högre höjd på Chajnantor-platån (5104 meter över havet) än Alma.

Alma (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) är ett samarbete ett samarbete mellan ESO, National Science Foundation i USA och Nationella instituten för naturvetenskap i Japan i samverkan med Chile, och är världens hittills största astronomiska projekt. Chalmers och Onsala rymdobservatorium har varit med sedan starten. Mottagarna för Band 5 är ett av flera bidrag till projektet.

Fakta om Onsala rymdobservatorium
Onsala rymdobservatorium är Sveriges nationella anläggning för radioastronomi. Observatoriet förser forskare med utrustning för studier av jorden och resten av universum. I Onsala, 45 km söder om Göteborg, drivs två radioteleskop, en station i teleskopnätverket Lofar, samt utrustning för forskning om jorden och atmosfären. Observatoriet medverkar även i flera internationella projekt. Institutionen för rymd- och geovetenskap på Chalmers är värd för observatoriet. Verksamheten drivs på uppdrag av Vetenskapsrådet.

Taggar: