阿塔卡馬探路者實驗 (英语:Atacama Pathfinder Experiment,缩写:APEX )是位於智利 北部,在聖佩德羅德阿塔卡馬 東方50公里的阿塔卡馬沙漠 上,拉诺德查南托天文台 海拔5,100公尺高處的電波望遠鏡 。主鏡的盤面直徑是12米,由264片鋁板組成,表面的精度為17微米(均方根值)。這架望遠鏡於2005年9月25日正式完成。
APEX的望遠鏡是用於修改阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列 (ALMA)的原型,並且就設置在ALMA天文台的位置上。APEX被設計在次毫米波長,範圍在0.2至1.5毫米 -介於紅外線和無線電波之間- 並找到ALMA可以更仔細研究的目標。次毫米波天文學提供了進入寒冷、布滿塵埃宇宙的一個窗口,但來自太空的微弱訊號會被地球大氣層中的水氣大量的吸收掉。查南托被選為這種望遠鏡的場址,因為它是地球上最乾燥的地方之一,並且比毛納基山 高750米,也比塞羅帕瑞納天文台的甚大望遠鏡(Very Large Telescope,VLT)高2,400米[2] 。
APEX是由馬克斯普朗克電波天文研究所 (50%)、翁薩拉太空天文台 (23%)、歐洲南天天文台 (27%)共同投資建造的[1] 。根據MPIfR的合約,望遠鏡是由German firm VERTEX Antennentechnik GmbH設計和製造[3] ,APEX在查南托的操作委託給ESO。
科學研究
在宇宙中尋找水的APEX儀器[4] 。
次毫米波天文學相對來說是尚未探勘的天文學前緣,揭示了熟悉的可見光和紅外線下不可見的宇宙。它是研究寒冷宇宙的理想:這些波長的光照耀著在星際空間中巨大的低溫雲氣,溫度只有絕對零度之上幾十度。天文學家使用這種波長的光來研究分子雲 的化學和物理狀態 - 氣體和宇宙塵埃 密集的地區是恆星誕生的場所。以可見光觀看,這些地區往往是宇宙中被塵埃遮蔽的黑暗區域,但在毫米和次毫米的波段照耀下,它們的光譜是明亮的。這個波長用來研究早期的宇宙也很理想,因為最早和最遙遠星系的光已經紅移 到較長的波段[2] 。
APEX的科學目標包括研究恆星、行星和星系的形成,包括遙遠的宇宙早期星系和分子雲的物理狀況[2] 。它的第一次結果證明這架望遠鏡沒有辜負科學家的野心,提供前所未有的靈敏度和圖像品質訪問的冷宇宙。
在2006年7月,研究性質的天文與天體物理學報 期刊的特輯中,基於APEX早期科學發表的論文不下於26篇。其中有許多是新發現的發表,多數是恆星形成和天體化學的領域,像是發現一種新的星際分子和CO分子發出的0.2毫米波,以及檢測到由氫組合成的兩種形式的帶電分子[5] 。
APEX最近的觀測導致第一次發現太空中的過氧化氫 [6] ,第一幅滿是塵埃的光環,繞著大質量的嬰兒恆星,直接證明了大質量恆星的誕生和它們的小兄弟是一樣的[7] ,和第一次直接測量出非常遙遠的星系中恆星誕生區域的大小和亮度[8] 。
所有ESO和瑞典的APEX資料都儲存在ESO的檔案。這些資料遵循標準的ESO存檔規則,即它們在交付給這些專案的首席研究員一年之後,它們就成為公開的資訊[9] 。
儀器
聳立在查南托前哨的APEX[10] 。
結合APEX和史匹哲在所謂的錢卓南天深場區域的資料[11] 。
APEX,在南半球運作的最大次毫米波望遠鏡,有一整套的儀器可以讓天文學家用在不同的觀測上,一個使用的主要工具是LABOCA,APEX的大熱輻射計相機LABOCA是對溫度極端敏感的溫度計陣列 -稱為熱輻射測量計- 檢測次毫米波。它是世界上最大的這一種相機,幾乎有300個圖元(畫素)。每個溫度計都被冷卻到絕對零度以上不到0.3度 -攝氏零下272.85度,可以檢測微弱的次毫米波造成的溫度變化。LABOCA的高靈敏度,與它的廣視野(月球直徑的三分之一),使它成為次毫米波宇宙成像的珍貴工具[2] 。
在第一次觀測,APEX配置了由MPIfR的次毫米波部門開發的先進次毫米波光譜儀,在最近,最早的輕便接收器是由查爾摩斯大學(OSO)建造的[3] 。
工藝
為了在波長較短的次毫米波操作,APEX需要非常高品質的表面:經過一系列高精度的調整,APEX專案團隊得以調整出表面精度非常高的出色鏡子。在12米直徑的天線上,偏離完美拋物面的差值小於1毫米的千分之17。這小於人的頭髮平均直徑五分之一[3] 。
APEX望遠鏡有三個接收器的小屋:卡賽格林、內史密斯A、和內史密斯B。
圖集
高原的全景圖。
APEX天線
遠眺ALMA站址。
在查南托的APEX
銀河中心區域(LABOCA on APEX)
12m的APEX望遠鏡。
參見
參考資料
外部連結