Sosem használták még ilyen nagy felbontásban az ALMA rádiótávcső-hálózatot, mint nemrégiben, egy idős csillag megfigyelésekor. A vizsgálatok kimutatták, hogy a csillagot egy gyűrűszerű struktúra veszi körül, amit a csillagról az űrbe szökő gázanyag alkot. A most demonstrált nagy felbontással a jövőbeni megfigyelések során nemcsak a csillagok életének végét, de a bolygók kialakulásának folyamatát is vizsgálhatjuk majd.

Az ALMA egy rádióinterferometriás távcsőhálózat, amelyben az egyes antennák együtt dolgoznak egy égitest megfigyelésén. Az ALMA felbontását, vagyis képességét arra, hogy lássa az apró részleteket, az antennák közötti távolság és a megfigyelt rádióhullámok frekvenciája határozza meg. Egy nemzetközi kutatócsoport nemrég az ALMA antennáit a lehető legtávolabbi konfigurációban, egymástól 16 kilométeres távolságban használta, a legnagyobb frekvenciájú vevőkkel (a 950 GHz-ig működő 10-es sávban). Így érték el a lehető legjobb felbontást, de ehhez egy új kalibrációs technikát is alkalmazniuk kellett, amellyel korrigálták a Föld légkörének fluktuációit az antennák felett.

A kutatók által alkalmazott, úgynevezett band-to-band (B2B) kalibrációs technikát eredetileg az 1990-es években a Japán Nemzeti Csillagászati Obszervatórium (NAOJ) Nobeyama Rádióobszervatóriumában tesztelték a jövőbeni milliméteres/szubmilliméteres interferométerekhez.

Illusztráció a most alkalmazott band-to-band (B2B) módszerről, amellyel elérték, hogy az ALMA a lehető legnagyobb felbontásban működjön. A módszer lényege: a légköri ingadozásokat úgy kompenzálják, hogy egy közeli kalibrátor égitestet alacsony frekvenciájú rádiótartományban vizsgálnak, míg a célpont nagy frekvenciájú sugárzását veszik. Az ábra jobb felső részén az ALMA felvételét látjuk az R Leporisról, amelyet a legnagyobb, 5 milliívmásodperces felbontásban készített. A csillag felszínéről érkező szubmilliméteres hullámhosszú sugárzást narancssárga, a 891 GHz-es hidrogén-cianid mézeremissziót pedig kék szín jelöli. A bal felső felvételen ugyanezt a csillagot látjuk. A képet más antenna-konfigurációval készítették: az antennák közelebb voltak egymáshoz, és nem használták a B2B módszert. A felvétel felbontása 75 milliívmásodperc. Ez a felbontás nem elég nagy ahhoz, hogy meghatározhassuk a két komponens helyzetét. (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Y. Asaki et al.)

A kutatócsoport a demonstrációnak tervezett felvételhez az R Leporist választotta ki célpontként: a fejlődésének utolsó szakaszában lévő csillag nagyjából 1535 fényévre van a Földtől. A kutatóknak sikerült elérniük az elképesztő, 5 milliívmásodperces felbontást, ami nagyjából megfelel annak, mintha egy emberi hajszálat 4 kilométerről látnánk. A felvételeken látszik a csillag felszíne, valamint a körülötte lévő gázgyűrű. A kutatók azt is megerősítették, hogy a csillagról gáz távozik a világűrbe.

Ez a nagy felbontás alkalmas arra, hogy protoplanetáris koronggal rendelkező fiatal csillagokat vizsgáljunk, amelyek körül talán bolygók készülnek kialakulni. A jövőbeni nagy felbontású megfigyelések által többet tudhatunk meg a bolygók, főként a Földhöz hasonló bolygók kialakulásáról.

Az eredményeket közlő szakcikk a The Astrophysical Journal című lapban jelent meg.

Forrás: NAOJ