Sveriges ”Sepia” söker efter vatten i universum

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