Das Atacama Pathfinder Experiment ( APEX ) ist ein Radioteleskop in einer Höhe von 5.100 Metern über dem Meeresspiegel am Llano de Chajnantor-Observatorium in der Atacama-Wüste im Norden Chiles, 50 km östlich von San Pedro de Atacama wurde von 3 europäischen Forschungsinstituten gebaut und betrieben. Die Hauptschüssel hat einen Durchmesser von 12 m und besteht aus 264 Aluminiumplatten mit einer durchschnittlichen Oberflächengenauigkeit von 17 Mikrometern (Effektivwert). Das Teleskop wurde am 25. September 2005 offiziell eingeweiht.
Das APEX-Teleskop ist eine modifizierte ALMA-Antenne (Atacama Large Millimeter Array) und befindet sich am Standort des ALMA-Observatoriums. APEX arbeitet mit Submillimeter-Wellenlängen im Bereich von 0,2 bis 1,5 mm - zwischen Infrarotlicht und Radiowellen - und sucht nach Zielen, die ALMA genauer untersuchen kann. Die Submillimeter-Astronomie bietet ein Fenster in das kalte, staubige und ferne Universum, aber die schwachen Signale aus dem Weltraum werden von Wasserdampf in der Erdatmosphäre stark absorbiert. Chajnantor wurde als Standort für ein solches Teleskop ausgewählt, da die Region eine der trockensten der Erde ist und mehr als 750 m höher liegt als die Observatorien auf Mauna Kea und 2400 m höher als das Very Large Telescope (VLT) auf Cerro Paranal. [1]
APEX ist eine Kooperation zwischen dem deutschen Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) zu 50%, dem schwedischen Onsala-Weltraumobservatorium (OSO) zu 23% und der Europäischen Organisation für Astronomie Forschung in der südlichen Hemisphäre (ESO) mit 27%. [2] Das Teleskop wurde von der deutschen Firma VERTEX Antennentechnik GmbH im Auftrag des MPIfR entworfen und gebaut. [3] Der Betrieb von APEX auf Chajnantor wird der ESO übertragen.
Science [ edit ]
Die Submillimeter-Astronomie ist eine relativ unerforschte Grenze in der Astronomie und offenbart ein Universum, das in der Astronomie nicht zu sehen ist Bekanntes sichtbares oder Infrarotlicht. Es ist ideal für die Untersuchung des "kalten Universums": Licht bei diesen Wellenlängen strahlt aus riesigen kalten Wolken im interstellaren Raum bei Temperaturen, die nur einige zehn Grad über dem absoluten Nullpunkt liegen. Mit diesem Licht untersuchen Astronomen die chemischen und physikalischen Bedingungen in diesen Molekülwolken - den dichten Regionen von Gas und kosmischem Staub, in denen neue Sterne geboren werden. Im sichtbaren Licht gesehen, sind diese Regionen des Universums durch den Staub oft dunkel und verdeckt, sie leuchten jedoch im Millimeter- und Submillimeterbereich des Spektrums. Dieser Wellenlängenbereich ist auch ideal für die Untersuchung einiger der frühesten und entferntesten Galaxien im Universum, deren Licht in diese längeren Wellenlängen rot verschoben wurde. [1]
Zu den APEX-Wissenschaftszielen gehört die Untersuchung der Bildung von Sterne, Planeten und Galaxien, darunter sehr entfernte Galaxien im frühen Universum, und die physikalischen Bedingungen molekularer Wolken. [1] Erste Ergebnisse bewiesen, dass das Teleskop den Ambitionen der Wissenschaftler gerecht wird, indem es Zugang zum "kalten Universum" bietet. mit beispielloser Empfindlichkeit und Bildqualität.
Im Juli 2006 wurden in einer Sonderausgabe der Forschungszeitschrift Astronomy and Astrophysics nicht weniger als 26 Artikel veröffentlicht, die auf frühen wissenschaftlichen Erkenntnissen mit APEX basieren. Zu den zahlreichen neuen Erkenntnissen, die vor allem auf dem Gebiet der Sternentstehung und der Astrochemie veröffentlicht wurden, gehören die Entdeckung eines neuen interstellaren Moleküls und der Nachweis von Licht, das 0,2 mm von CO-Molekülen emittiert wird, sowie Licht, das von einem geladenen Molekül stammt, das aus besteht zwei Formen von Wasserstoff. [5]
Die jüngsten APEX-Beobachtungen führten zur ersten Entdeckung von Wasserstoffperoxid im Weltraum, [6] das erste Bild einer staubigen Scheibe, die einen massiven Babystern dicht umgibt, und liefert direkte Beweise dafür, dass sich massive Sterne auf die gleiche Weise bilden wie ihre kleineren Brüder [7] und die ersten direkten Messungen der Größe und Helligkeit von Sternentstehungsgebieten in einer weit entfernten Galaxie. [8] 19659002] APEX ist auch am globalen mm-VLBI-Netzwerk und am Event Horizon Telescope beteiligt. Die Feststellung des Quasar 3C 279 bei 1,3 mm Wellenlänge im Mai 2012 auf der 9386 km langen Basislinie zwischen APEX und der SMA in Hawaii hat den Weltrekord in der Winkelauflösung aufgestellt: 28,6 Mikrobogensekunden
Alle ESO- und schwedischen APEX-Daten werden im ESO-Archiv gespeichert. Diese Daten folgen den Standard-ESO-Archivregeln, dh sie werden ein Jahr nach ihrer Übergabe an den Hauptforscher des Projekts öffentlich zugänglich. [9]
Instruments [ edit
APEX, das größte Single-Dish-Teleskop mit Submillimeterwellenlänge, das in der südlichen Hemisphäre in Betrieb ist, verfügt über eine Reihe von Instrumenten Astronomen, die in ihren Beobachtungen verwendet werden können, eine der wichtigsten ist LABOCA, die Large APEX Bolometer Camera. LABOCA verwendet eine Reihe von extrem empfindlichen Mikrokalorimetern - so genannte Bolometer - zur Erfassung von Submillimeter-Licht. Mit fast 300 Elementen war LABOCA zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme 2007 die größte Bolometer-Kamera der Welt. Um die winzigen Temperaturänderungen, die durch die schwache Submillimeter-Strahlung verursacht werden, zu erfassen, werden die Bolometer auf einen Bruchteil eines Grades über dem absoluten Nullpunkt (300 Millikelvins - minus 272,85 Grad Celsius) gekühlt. Die hohe Empfindlichkeit von LABOCA und sein weites Sichtfeld (11 Bogenminuten, ein Drittel des Durchmessers des Vollmonds) machen es zu einem unschätzbaren Werkzeug für die Abbildung des Submillimeter-Universums. [1]
APEX Das erste Licht wurde im Mai 2004 mit dem SEST-Imaging-Bolometer-Array (SIMBA) erzielt, das nach der Außerbetriebnahme des SEST an APEX verlegt wurde und das erste Funk-Pointing-Modell erstellt wurde. Zum Zeitpunkt der Einweihung im Jahr 2005 war APEX mit modernsten Sub-Millimeter-Spektrometern ausgestattet, die von der MPIfR-Abteilung für Sub-Millimeter-Technologie entwickelt wurden, gefolgt von dem ersten an der Chalmers University (OSO) gebauten Facility-Empfänger. ] [3]
Weitere Informationen zu APEX-Instrumenten finden Sie auf der Instrumentationsseite.
Technologie [ edit ]
Für den Betrieb bei kürzeren Sub-Millimeter-Wellenlängen weist APEX eine Oberfläche von außerordentlich hoher Qualität auf. Nach einer Reihe von Präzisionsanpassungen kann die Oberfläche des Hauptspiegels mit bemerkenswerter Präzision eingestellt werden. Über dem Durchmesser der Antenne von 12 m beträgt die effektive Abweichung von der perfekten Parabel weniger als 17 Tausendstel Millimeter. Dies ist weniger als ein Fünftel der durchschnittlichen Dicke eines menschlichen Haares. [3]
Das APEX-Teleskop besteht aus drei "Empfänger" -Kabinen: Cassegrain, Nasmyth A und Nasmyth B.
Galerie [ edit ]
Panoramablick auf das Plateau.
Die Dunkelheit in Brand setzen [12]
Blick auf die ALMA-Site
Zentralregion der Milchstraße (LABOCA bei APEX)
Farbzusammengesetztes Bild von RCW 120 (LABOCA)
APEX und schneebedeckter Chajnantor. [13]
Dieses Video zeigt den Aufbau eines Teils von APEX sowie den Weg von APEX auf dem Chajnantor-Plateau zur Basis des APEX Sequitor in der Nähe von San Pedro de Atacama in Chile.
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