Experimento Pathfinder de Atacama

El Atacama Pathfinder Experiment ( APEX ) es un radiotelescopio de 5.064 metros sobre el nivel del mar, ubicado en el Observatorio Llano de Chajnantor en el desierto de Atacama en el norte de Chile , 50 km al este de San Pedro de Atacama, construido y operado por tres institutos de investigación europeos. El plato principal tiene un diámetro de 12 m y consta de 264 paneles de aluminio con una precisión superficial promedio de 17 micrómetros ( rms ). El telescopio fue inaugurado oficialmente el 25 de septiembre de 2005.

El telescopio APEX es una antena prototipo modificada de ALMA (Atacama Large Millimeter Array) y se encuentra en el emplazamiento del observatorio ALMA. APEX está diseñado para trabajar en longitudes de onda submilimétricas, en el rango de 0,2 a 1,5 mm —entre la luz infrarroja y las ondas de radio— y para encontrar objetivos que ALMA pueda estudiar con mayor detalle. La astronomía submilimétrica ofrece una ventana al universo frío, polvoriento y distante, pero las débiles señales procedentes del espacio son absorbidas en gran medida por el vapor de agua de la atmósfera terrestre. Se eligió Chajnantor como emplazamiento para un telescopio de este tipo porque la región es una de las más secas del planeta y está más de 750 m por encima de los observatorios de Mauna Kea y 2400 m por encima del Very Large Telescope (VLT) de Cerro Paranal. ^[1]

APEX fue una colaboración entre el Instituto Max Planck de Radioastronomía (MPIfR) (55%), el Observatorio Espacial de Onsala (OSO, 13%) y la Organización Europea para la Investigación Astronómica en el Hemisferio Sur ESO (32%). Actualmente es un proyecto exclusivo del MPIfR, alojado y operado por ESO en nombre del MPIfR.

La astronomía submilimétrica es una frontera relativamente inexplorada en la astronomía y revela un Universo que no puede verse en la luz visible o infrarroja, que es más familiar. Es ideal para estudiar el "Universo frío": la luz en estas longitudes de onda brilla desde vastas nubes frías en el espacio interestelar, a temperaturas de solo unas pocas decenas de grados por encima del cero absoluto. Los astrónomos utilizan esta luz para estudiar las condiciones químicas y físicas en estas nubes moleculares, las densas regiones de gas y polvo cósmico donde están naciendo nuevas estrellas. Vistas en luz visible, estas regiones del Universo suelen ser oscuras y oscurecidas debido al polvo, pero brillan intensamente en la parte milimétrica y submilimétrica del espectro. Este rango de longitudes de onda también es ideal para estudiar algunas de las galaxias más antiguas y distantes del Universo, cuya luz se ha desplazado hacia el rojo a estas longitudes de onda más largas. ^[1]

Los objetivos científicos de APEX incluyen el estudio de la formación de estrellas, planetas y galaxias, incluidas galaxias muy distantes en el Universo primitivo, y las condiciones físicas de las nubes moleculares. ^[1] Sus primeros resultados demostraron que el telescopio está a la altura de las ambiciones de los científicos al proporcionar acceso al "Universo frío" con una sensibilidad y una calidad de imagen sin precedentes.

En julio de 2006, en un número especial de la revista de investigación Astronomy and Astrophysics , se publicaron no menos de 26 artículos basados ​​en los primeros avances científicos realizados con APEX . Entre los numerosos hallazgos publicados en ese momento, la mayoría en el campo de la formación estelar y la astroquímica, se encuentran el descubrimiento de una nueva molécula interestelar y la detección de luz emitida a 0,2 mm por moléculas de CO, así como luz procedente de una molécula cargada compuesta por dos formas de hidrógeno. ^[3]

Recientes observaciones de APEX condujeron al primer descubrimiento de peróxido de hidrógeno en el espacio, ^[4] la primera imagen de un disco polvoriento que rodea de cerca a una estrella bebé masiva, proporcionando evidencia directa de que las estrellas masivas se forman de la misma manera que sus hermanas más pequeñas, ^[5] y las primeras mediciones directas del tamaño y el brillo de las regiones de nacimiento de estrellas en una galaxia muy distante. ^[6]

APEX también participa en la Red Global mm- VLBI y en el Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT). El proyecto EHT produjo la primera imagen directa de un agujero negro . ^[7] La ​​detección en mayo de 2012 del cuásar 3C 279 en una longitud de onda de 1,3 mm en la línea base de 9386 km entre APEX y el SMA en Hawai ha establecido el récord mundial en resolución angular: 28,6 microsegundos de arco.

Todos los datos de ESO y de la red sueca APEX se almacenan en el archivo de ESO. Estos datos siguen las normas estándar de archivo de ESO, es decir, se hacen públicos un año después de haber sido entregados al investigador principal del proyecto. ^[8]

APEX, el mayor telescopio de antena única de longitud de onda submilimétrica que opera en el hemisferio sur, cuenta con un conjunto de instrumentos para que los astrónomos los utilicen en sus observaciones, siendo uno de los principales LABOCA, la Gran Cámara Bolómetro APEX. LABOCA utiliza una serie de microcalorímetros extremadamente sensibles, conocidos como bolómetros , para detectar la luz submilimétrica. Con casi 300 elementos, en el momento de su puesta en servicio en 2007 LABOCA era la cámara bolómetro más grande del mundo. Para poder detectar los minúsculos cambios de temperatura causados ​​por la débil radiación submilimétrica, los bolómetros se enfrían a una fracción de grado por encima del cero absoluto (300  milikelvins , menos 272,85 grados Celsius). La alta sensibilidad de LABOCA, junto con su amplio campo de visión (11 minutos de arco , un tercio del diámetro de la Luna llena), lo convierten en una herramienta inestimable para obtener imágenes del Universo submilimétrico. ^[1]

La primera luz de APEX se logró en mayo de 2004 utilizando el SEST Imaging Bolometer Array (SIMBA) que se había trasladado a APEX después del desmantelamiento de SEST y se compiló el primer modelo de apuntamiento de radio. En el momento de la inauguración en 2005, APEX estaba equipado con espectrómetros submilimétricos de última generación desarrollados por la División de Tecnología Submilimétrica del MPIfR y seguidos por el primer receptor de instalaciones construido en la Universidad de Chalmers (OSO). ^[11]

Para obtener más información sobre los instrumentos APEX, consulte la página de instrumentación.

Para operar en longitudes de onda submilimétricas más cortas, APEX presenta una superficie de altísima calidad. Después de una serie de ajustes de alta precisión, la superficie del espejo primario puede ajustarse con notable precisión. En los 12 m de diámetro de la antena, la desviación cuadrática media de la parábola perfecta es inferior a 17 milésimas de milímetro. Esto es más pequeño que una quinta parte del grosor medio de un cabello humano. ^[11]

El telescopio APEX está formado por tres cabinas "receptoras": Cassegrain, Nasmyth A y Nasmyth B.

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  Vista panorámica de la meseta.
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  Poniendo la oscuridad en llamas ^[12]
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  Ápice y racimos de penitentes blancos .
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  La antena APEX
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  Mirando hacia el sitio de ALMA
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  APEX en Chajnantor
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  Región central de la Vía Láctea (LABOCA en APEX)
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  Imagen compuesta en color de RCW 120 (LABOCA)
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  Telescopio APEX de 12 m
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  APEX y nevado Chajnantor. ^[13]
• Este video muestra la construcción de parte de APEX así como el camino desde APEX en el llano de Chajnantor hasta la base APEX Sequitor, ubicada cerca de San Pedro de Atacama en Chile.

• Sitio web oficial
• Sitio web de ESO APEX
• Sitio web de ESO LABOCA
• La astronomía submilimétrica en pleno auge en los cielos australes — Comunicado de prensa de ESO