Slutförandet av NOEMA fas 1, den första fasen av NOEMA-projektet kommer att firas officiellt denna onsdag, 19 september. IRAM och dess partnerinstitut har slutfört den första, avgörande steg mot ett av de viktigaste tysk-franska-spanska initiativen inom astronomi:att utveckla det kraftfullaste och mest känsliga teleskopet vid millimetervåglängder på norra halvklotet. Fyra år efter invigningen av den första NOEMA-antennen, 10 stycken 15-metersfat utgör för närvarande observatoriet och har gett banbrytande vetenskapliga resultat.

NOEMA (NOrthern Extended Millimeter Array) är en del av en helt ny generation radioteleskop:Den består av en uppsättning av flera rörliga teleskop placerade på spår, utrustad med toppmoderna mottagningssystem som kombineras för att utgöra motsvarigheten till en enda, gigantiskt teleskop. Med enastående känslighet och upplösning, NOEMA tillåter att utforska det kalla universum vid temperaturer mycket nära absoluta nollpunkten vid -273,15 grader Celsius, avslöjar föremål som är omöjliga att observera med optiska instrument eftersom de är dolda av interstellära moln av kosmiskt damm.

Ett av NOEMA-projektets viktigaste uppdrag är utforskningen av interstellära gasmoln och födelsen av stjärnor i vår egen galax och i galaxer som observerats i ett tillstånd strax efter Big Bang. Forskare hoppas kunna hitta svar på de mest grundläggande frågorna inom modern astronomi:Hur uppstod den första generationen stjärnor efter Big Bang? Hur utvecklades de första stora strukturerna i universum mot galaxer som vår Vintergatan? Hur fungerar den kosmiska cykeln av interstellär materia, varvid döende stjärnor skjuter ut materia i slutet av sina liv och potentiellt föder nya stjärnor? Hur nya planeter och planetsystem tar form och hur nybildade planeter berikas av prebiotiska molekyler som kan vara grundläggande för livets uppkomst?

I framtiden, totalt 12 antenner kommer att skanna himlen i forskarnas tjänst, för närvarande har tio antenner redan byggts på Plateau de Bure i de franska alperna. Under utbyggnaden av observatoriet, vetenskapliga operationer pågår och har gett de första vetenskapliga resultaten:

Tillsammans med upptäckten av en särskilt spektakulär, aktiv stjärnbildande region fylld med prebiotiska molekyler, NOEMA har nyligen tagit fram en bild med oöverträffad precision som visar fördelningen av stoftmoln i en stor spiralgalax i konstellationen Camelopardalis.

Dessutom, NOEMA kommer att vara en viktig del av ett större, globalt nätverk av teleskop. Som det mest kraftfulla radioteleskopet på norra halvklotet, NOEMA kommer att spela en nyckelroll i utforskningen av ultramassiva svarta hål av det globala nätverket Event Horizon Telescope. Detta projekt kombinerar flera radioteleskop över fyra kontinenter till ett världsomspännande teleskop med målet att avbilda det svarta hålet i mitten av vår galax för allra första gången, bland andra vetenskapliga syften.

IRAM-chefen Karl-Friedrich Schuster förklarar:"Tillsammans med sina partners, IRAM har initierat banbrytande/banbrytande teknisk utveckling, visar vägen framåt mot observationsprogram av ett helt nytt slag."

Utrustningen av alla tio antenner med helt nya och mycket känsliga mottagningssystem har varit avgörande för dessa prestationer och slutförandet av den första projektfasen. Denna banbrytande teknologi tillåter forskare att göra mätningar med enastående känslighet och samtidigt, att analysera ett mycket större våglängdsområde.

Under observationer, de tio antennerna samverkar för att bygga ett enda teleskop, en teknik som kallas interferometri. Upplösningsförmågan hos ett sådant nätverk av teleskop är lika med den för ett enda teleskop med en diameter på det maximala avståndet mellan antennerna. För NOEMA, detta motsvarar ett teleskop med en diameter på upp till 760 meter och en upplösningsförmåga på mindre än en bågsekund. Med andra ord, NOEMA-antennerna kunde upptäcka en smartphone på ett avstånd av mer än 500 kilometer.

Dock, observationer med så många antenner samtidigt kräver utveckling av en superdator, med en styrka på 20, 000, 000, 000, 000, 000 operationer per sekund. Denna apparat, kallas en korrelator, kan analysera många inkommande signaler samtidigt. IRAM-ingenjörer har arbetat i sju år för att färdigställa denna innovativa korrelator. Ett digitalt underverk utrustat med banbrytande teknologi, den kan beräkna ungefär fem miljoner gånger snabbare än en konventionell dator.

"Med NOEMA är vi en del av en ny era inom radioastronomi", kommenterar Roberto Neri, IRAM-forskare och vetenskaplig chef för projektet. "Tillsammans med den pågående tekniska utvecklingen, detta teleskop ger oss helt nya möjligheter att utforska de mest fascinerande frågorna inom modern astronomi."

Forskare vid Max-Planck-Institute for Radioastronomy är entusiastiska. NOEMAs stora bandbredder kommer att öppna vägen till unika observationer av molekyler som innehåller deuterium, möjliggör studier av kosmiska nebulosor i de tidiga och kalla faserna av stjärnbildning. NOEMA kommer också att vara en banbrytare när det gäller att mäta rödförskjutningen av de första galaxerna i vårt universum.

Den andra projektfasen kommer att pågå till 2021 och förutser, förutom antennerna 11 och 12, förlängningen av spårsystemet som gör det möjligt att placera antennerna på ett avstånd av 1,7 kilometer, tiodubbla mätningarnas känslighet jämfört med vad som hittills varit möjligt.