| 別名 | アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計 |
|---|---|
| 場所 | チリ、アントファガスタ州 |
| 座標 | 南緯23度01分09秒 西経67度45分12秒 / 南緯23.0193度、西経67.7532度 / -23.0193; -67.7532 |
| 組織 | ヨーロッパ南天天文台、自然科学研究機構、国立科学財団 |
| 高度 | 5,058.7メートル(16,597フィート) |
| 建設された | 2013年3月 (2013年3月) |
| Webサイト | www.almaobservatory.org |
| | |
アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計(ALMA)は、チリ北部のアタカマ砂漠にある66台の電波望遠鏡からなる天文干渉計で、ミリ波およびサブミリ波の波長で電磁波を観測します。この干渉計は、チャナントール高原の標高5,000メートル(16,000フィート)に位置し、チャナントール観測所とアタカマ・パスファインダー実験の近くに建設されました。この場所は、ノイズを減らし、地球の大気による信号の減衰を少なくするために重要な、標高が高く湿度が低いという理由で選ばれました。 [ 1 ] ALMAは、初期の星形成期における星の誕生についての知見や、局所的な星と惑星の形成の詳細な画像を提供します。[ 2 ] [ 3 ]
ALMAは、ヨーロッパ、アメリカ、カナダ、日本、韓国、台湾、チリの国際協力によって建設された望遠鏡です。[ 4 ]建設費は約14億ドルで、現在運用されている地上望遠鏡の中で最も高額です。[ 5 ] [ 6 ] ALMAは2011年後半に科学観測を開始し、最初の画像は2011年10月3日に報道機関に公開されました。この望遠鏡は2013年3月から本格的に運用されています。[ 7 ] [ 8 ]
初期のALMAアレイは66台の高精度アンテナで構成され、3.6~0.32ミリメートル(31~1000GHz)の波長で動作します。 [ 9 ]このアレイは、単皿のジェームズ・クラーク・マクスウェル望遠鏡などの以前のサブミリ波望遠鏡や、サブミリ波干渉計やミリ波電波天文学研究所(IRAM)のプラトー・ド・ビュール施設などの既存の干渉計ネットワークよりもはるかに高い感度と解像度を備えています。
アンテナは砂漠の高原を150メートルから16キロメートルの距離まで移動することができ、これによりALMAは強力な可変「ズーム」を実現しています。そのコンセプトは、米国ニューメキシコ州にあるセンチメートル波長の超大型干渉電波望遠鏡(VLA)で採用されているものと似ています。
高い感度は主に、アレイを構成する多数のアンテナ皿によって実現されます。
望遠鏡は、ALMAのヨーロッパ、北米、東アジアのパートナーによって提供されました。アメリカとヨーロッパのパートナーはそれぞれ直径12メートルのアンテナ25台を提供し、合計50台のアンテナがメインアレイを構成しています。東アジアの参加国は、強化されたALMAの一部であるアタカマ・コンパクト・アレイ(ACA)として、直径12メートルのアンテナ4台と直径7メートルのアンテナ12台の合計16台のアンテナを提供しています。
ALMAメインアレイよりも小型のアンテナを使用することで、ACAを用いて特定の周波数でより広い視野を撮像することができます。アンテナを近接して配置することで、より広い角度範囲の天体を撮像することが可能になります。ACAはメインアレイと連携して、メインアレイの広視野撮像能力を強化します。
.jpg/440px-ALMA_Site_(artist's_impression).jpg)
ALMA の概念的ルーツは、米国のミリ波干渉計 (MMA)、欧州の大規模南干渉計 (LSA)、日本の大型ミリ波干渉計 (LMA) という 3 つの天文学プロジェクトにあります。
ALMAとなる衛星の建設に向けた最初の一歩は、1997年にアメリカ国立電波天文台(NRAO)とヨーロッパ南天天文台(ESO)がMMAとLSAを統合する共同プロジェクトを推進することで合意したことから始まりました。統合されたアレイは、LSAの感度とMMAの周波数範囲、そして優れた設置場所を兼ね備えていました。ESOとNRAOは、技術、科学、管理の各グループに分かれて協力し、カナダとスペイン(スペインは後にESOに加盟)の参加を得て、両天文台間の共同プロジェクトを策定・組織化しました。
一連の決議と合意を経て、1999年3月に新しいアレイの名称として「アタカマ大型ミリ波干渉計(ALMA)」が選定され、2003年2月25日に北米と欧州の関係者間でALMA協定が締結されました(「アルマ」はスペイン語で「魂」、アラビア語で「博識」または「知識」を意味します)。数年にわたる相互協議を経て、ALMAプロジェクトは国立天文台(NAOJ)から、日本がACA(アタカマ・コンパクト・アレイ)と大型アレイ用の3つの追加受信バンドを提供し、Enhanced ALMAを構成するという提案を受けました。ALMAとNAOJの間で更なる協議が行われ、2004年9月14日に高水準協定が締結され、日本はAtacama Large Millimeter/submillimeter Arrayとして知られるEnhanced ALMAの正式な参加者となりました。 2003年11月6日に起工式が行われ、ALMAのロゴが発表された。[ 10 ]
ALMA計画の初期段階では、単一の設計ではなく、北米、ヨーロッパ、日本の著名な企業によって設計・製造されたALMAアンテナを採用することが決定されました。これは主に政治的な理由によるものでした。提供者によって非常に異なるアプローチが選択されたにもかかわらず、それぞれのアンテナ設計はALMAの厳しい要件を満たすことができるようです。ヨーロッパ各地で設計・製造された部品は、航空宇宙および宇宙物流の専門会社であるRoute To Space Alliance [ 11 ]によって輸送され、合計26個がアントワープに届けられ、チリへの輸送に回されました。
ALMAは当初、アメリカ国立電波天文台とヨーロッパ南天天文台(ESO)の50/50の共同プロジェクトとして始まり、後に日本、台湾、チリの他のパートナーの支援を受けて拡張されました。[ 12 ] ALMAは最大かつ最も高価な地上ベースの天文プロジェクトであり、14億から15億ドルの費用がかかっています。[ 5 ] [ 13 ] (ただし、ハッブル宇宙望遠鏡、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡、いくつかの主要な惑星探査機など、さまざまな宇宙天文学プロジェクトの費用は大幅に増加しています)。
.jpg/440px-Atacama-52_(25876789334).jpg)
この複合施設は、主に欧州、米国、日本、カナダの企業と大学によって建設されました。 2002年以来、 3基のプロトタイプアンテナがVLA (超大型干渉電波干渉計)で評価されています。
ゼネラル・ダイナミクスC4システムズとそのSATCOMテクノロジーズ部門は、アソシエイテッド・ユニバーシティーズ社から12メートルアンテナのうち25基の提供を請け負い、[ 14 ]、ヨーロッパのメーカーであるタレス・アレニア・スペースが残りの25基の主要アンテナを提供した[ 15 ](地上天文学におけるヨーロッパの産業契約としては過去最大)。日本の三菱電機は、国立天文台の16基のアンテナの組み立てを請け負った[ 16 ] [ 17 ] 。アンテナは2008年12月から2013年9月にかけて現場に搬入された[ 18 ]。

115 トンのアンテナを標高2900メートルの運用支援施設から標高5000メートルの現場まで輸送したり、アンテナを現場内で移動させてアレイのサイズを変えたりすることは、テレビのドキュメンタリー「モンスタームーヴス:マウンテンミッション」で描かれているように、非常に困難な課題です。[ 19 ]選ばれた解決策は、2台の特注の28輪自動積載重量物運搬車を使用することです。この車両はドイツのScheuerle Fahrzeugfabrik [ 20 ]製で、幅10メートル、長さ20メートル、高さ6メートル、重量130トンです。動力はツインターボチャージャー付きの500kWディーゼルエンジンです。
輸送機は、高高度の薄い空気中での呼吸を助けるために酸素ボンベを収納できる運転席を備えており、アンテナをパッド上に正確に配置します。最初の輸送機は2007年7月に完成し、試験が行われました。 [ 21 ]両方の輸送機は2008年2月15日にチリのALMA運用支援施設(OSF)に搬送されました。
2008年7月7日、ALMAの輸送機が初めてアンテナをアンテナ組立棟(サイト設置施設)内から試験(ホログラフィック表面測定)のために建物外のパッドに移動した。[ 22 ]

2009年秋、最初の3台のアンテナがアレイ運用施設(AOS)へ1台ずつ輸送されました。2009年末、ALMAの天文学者とエンジニアからなるチームは、標高5,000メートル(16,000フィート)の観測施設で3台のアンテナを連結することに成功し、初期アレイの組み立てと統合の第一段階を完了しました。3台のアンテナを連結することで、2台のアンテナのみを使用した場合に発生する可能性のある誤差を補正できるようになり、高精度で高解像度の画像取得が可能になります。この重要なステップを経て、2010年1月22日に装置の試運転が開始されました。
2011年7月28日、ALMA用の最初の欧州製アンテナが海抜5,000メートルのチャナントール高原に到着し、既に設置されていた他の国際パートナーによる15基のアンテナに加わりました。これはALMAが最初の科学観測を開始するために指定されたアンテナ数であり、プロジェクトにとって重要な節目となりました。[ 24 ] 2012年10月までに、66基のアンテナのうち43基が設置されました。


2011年の夏までに、初期科学段階前の広範囲にわたる試験プログラム中に十分な数の望遠鏡が稼働し、最初の画像が撮影されました。[ 26 ]これらの初期の画像は、新しいアレイの潜在能力を初めて垣間見せてくれました。このアレイは、アレイの規模が拡大し続けるにつれて、将来的にははるかに高品質の画像を生成するでしょう。
観測対象は、触角銀河として知られる、劇的に歪んだ形状を持つ衝突銀河のペアでした。アルマ望遠鏡は銀河合体全体を観測したわけではありませんが、その結果、触角銀河のサブミリ波画像としてはこれまでで最高の画像が得られました。この画像には、可視光では見えない、新しい星が形成される源となる高密度の冷たいガス雲が写っています。
2014年8月11日、天文学者たちはアタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計(ALMA)を初めて使用し、C/2012 F6(レモン)彗星とC /2012 S1(アイソン)彗星の彗星円盤内部のHCN、HNC、H2CO、塵の分布を詳細に調べた研究を発表しました。[ 27 ] [ 28 ]
2014年には、おうし座の非常に若いT型恒星[ 29 ]であるHL Tauriを取り囲む原始惑星円盤の画像が公開されました。この画像には、隙間で区切られた一連の同心円状の明るいリングが写っており、原始惑星の形成を示唆しています。2014年時点では、ほとんどの理論では、これほど若い(10万~100万年)系での惑星形成は予想されていなかったため、この新たなデータは原始惑星の発達に関する新たな理論を刺激しました。ある理論では、この速い降着速度は原始惑星円盤の複雑な磁場によるものである可能性が示唆されています[ 30 ] 。
2022年、ALMAはexoALMAと呼ばれるプログラムを開始しました。これは、まだ形成中の太陽系外惑星を見つけるために、15個の原始惑星系円盤を非常に詳細に調査するプログラムです。[ 31 ] [ 32 ]
ALMAはイベント・ホライズン・テレスコープ・プロジェクトに参加し、 2019年に初めてブラックホールの直接画像を公開した。 [ 33 ]
ALMAは、金星の大気中にバイオマーカーであるホスフィンが検出されたとされる観測に協力した。金星には、検出された濃度のホスフィンを生成する非生物由来のホスフィン源は知られていないため、これは金星の大気中に生物が存在することを示唆していたと考えられる。 [ 34 ] [ 35 ]その後の再解析では、この検出に疑問が投げかけられたが[ 36 ]、その後の解析でも結果は確認された。[ 37 ]この検出は依然として議論の余地があり、追加測定を待っている。[ 38 ] [ 39 ]
.jpg/440px-ALMA_Greater_than_the_Sum_of_its_Parts_(cropped).jpg)
国際天文施設であるアタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計(ALMA)は、チリ共和国と協力してヨーロッパ、北米、東アジアが共同で建設するものです。ALMAは、ヨーロッパではヨーロッパ南天天文台(ESO)、北米では米国国立科学財団(NSF)がカナダ国家研究会議(NRC)および台湾国家科学会議(NSC)と協力して、東アジアでは日本自然科学研究機構(NINS)が台湾の中央研究院(AS )と協力して、それぞれ資金を提供しています。ALMAの建設と運用は、ヨーロッパを代表してESO、北米を代表して米国国立電波天文台(NRAO)(NRAOはAssociated Universities, Inc (AUI)によって管理されています)、東アジアを代表して日本国立天文台(NAOJ)が主導しています。合同ALMA観測所(JAO)は、ALMAの建設、運用、運用の統一的なリーダーシップと管理を提供します。[ 40 ] 2018年2月からの現在の所長はショーン・ドハティです。[ 41 ]
ALMA地域センター(ARC)は、ALMAプロジェクトの主要な貢献者からなるユーザーコミュニティとJAO(アメリカ国立天文台)との間のインターフェースとして設計されています。ARCの運用活動は、3つの主要地域(ヨーロッパ、北米、東アジア)に分割されています。ヨーロッパARC(ESOが主導)はさらにARCノード[ 42 ]に細分化されており、ボン・ボーフム・ケルン、ボローニャ、オンドジェヨフ、オンサラ、IRAM(グルノーブル)、ライデン、JBCA(マンチェスター) のヨーロッパ各地に配置されています。
ARCの中心的な目的は、観測提案の準備においてユーザーコミュニティを支援し、観測プログラムが科学的目標を効率的に達成できるようにし、提案と観測プログラムを提出するためのヘルプデスクを運営し、主任研究者にデータを提供、ALMAデータアーカイブを維持し、データの較正を支援し、ユーザーからのフィードバックを提供することです。[ 43 ]
.jpg/440px-Counting_sheep_on_the_Chajnantor_plateau_(potw2328a).jpg)

アタカマ・コンパクト・アレイ(ACA)は、16基の近接したアンテナ群から構成され、分子雲や近傍銀河といった大きな角度を持つ天体の観測能力をALMA望遠鏡によって大幅に向上させる。アタカマ・コンパクト・アレイを構成するアンテナは、直径12メートルのアンテナ4基と直径7メートルのアンテナ12基で、日本が製造・納入した。2013年、アタカマ・コンパクト・アレイは、日本のALMAチームのメンバーでありACAの設計者でもあった森田耕一郎教授にちなんでモリタ・アレイと命名された。森田教授は2012年5月7日にサンティアゴで逝去した。[ 44 ]
2013年8月、天文台で働く労働者たちは賃金と労働条件の改善を求めてストライキを起こした。これは天文台がストライキを起こした最初の例の一つである。ストライキは、天文台が労働組合との合意に至らなかったことを受けて始まった。[ 45 ] [ 46 ] [ 47 ] [ 48 ] 17日後、高高度での作業に対する労働時間の短縮と賃金の引き上げを内容とする合意が成立した。[ 49 ] [ 50 ]
2020年3月、 COVID-19パンデミックの影響でALMAは停止されました。また、第8サイクルの提案提出期限も延期され、一般公開も中止されました。[ 51 ]
2022年10月29日、ALMAはサイバー攻撃のため観測を中断した。[ 52 ]観測は48日後の2022年12月16日に再開された。[ 53 ]

| 日付 | 活動 |
|---|---|
| 1995 | ESO/NRAO/NAOJ チリとの共同サイトテスト。 |
| 1998年5月 | フェーズ 1 (設計と開発) の開始。 |
| 1999年6月 | 設計・開発に関する欧州と米国の覚書。 |
| 2003年2月 | 最終的な欧州/北米合意。資金の 50% を ESO が負担し、残りの 50% を米国とカナダで分担します。 |
| 2003年4月 | ニューメキシコ州ソコロの ALMA テスト施設 (ATF) で最初のプロトタイプ アンテナのテストが始まります。 |
| 2003年11月 | ALMA サイトでの起工式。 |
| 2004年9月 | 欧州、北米、日本の協定案。日本は ALMA に新たな拡張を提供します。 |
| 2004年10月 | チリのサンティアゴにALMA共同オフィスを開設。 |
| 2005年9月 | 台湾は日本を通じてALMAプロジェクトに参加します。 |
| 2006年7月 | 欧州、北米、日本が強化型ALMAに関する協定を修正。 |
| 2007年4月 | チリへの最初のアンテナの到着。 |
| 2008年2月 | 2台のALMA輸送機がチリに到着。 |
| 2008年7月 | トランスポーターによる最初のアンテナ移動。 |
| 2008年12月 | 最初のALMAアンテナの受け入れ。 |
| 2009年5月 | 運用サポート施設 (OSF) での 2 つのアンテナによる最初の干渉測定。 |
| 2009年9月 | ALMA アンテナのチャナントールへの最初の移動。 |
| 2009年11月 | チャナントールの 3 つのアンテナによる位相閉鎖。 |
| 2010 | リスク共有型早期科学提案を募集します。 |
| 2011年9月 | 初期科学サイクル 0 の開始。12 m アレイに 16 個の 12 m アンテナ。 |
| 2012年2月 | ALMAデータを用いた最初の論文[ 55 ] |
| 2013年1月 | 初期科学サイクル 1 の開始。12 m アレイに 32 個の 12 m アンテナ。 |
| 2013年3月13日 | ALMA の開設。 |
| 2013年9月23日 | 66番目で最後のアンテナが到着し、承認されました。 |
| 2014年6月 | 初期科学サイクル 2 の開始。12 メートル アレイには 12 メートル アンテナが 34 個、7 メートル アレイには 7 メートル アンテナが 9 個、TP アレイには 12 メートル アンテナが 2 個あります。 |
| 2018年6月 | ALMA1000番目の論文発表[ 56 ] |
| 2020年3月 | COVID-19危機 によりALMAが停止 |