アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計（ALMA）望遠鏡の設置場所で最初に会った科学者は、携帯用酸素ボンベを着けていた。アンデス山脈の標高16,400フィートでは、鼻にチューブがなければまともに考えることはできないだろう。彼は観測所の頭脳、つまり300万台のノートパソコンに相当するスーパーコンピューターを操作しており、望遠鏡の66台の皿から発せられる光を毎秒1京回比較している。この場所のすべては、高所での生活に耐えられるように設計されている。湾曲した屋根は時速145マイルの風にも耐えられる。暖房付き毛布がトイレの水洗タンクの凍結を防いでいる。皿自体は、風や急激な温度変化にもかかわらず、0.6秒角の精度で空を指している。弱点は人だ。作業員はALMAの「高所」で1日6時間しか滞在できないと科学者は説明した。それを書きながら、私はめまいがしていることに気づいた。
数分後、失神しないように酸素マスクを着けて簡易ベッドに横たわり、医務室の窓から生命のない、火星のような風景を眺めた。銀色のアンテナが静かなバレエを踊り、赤い土の上で完璧な調和で揺れている。これらの同期と精度こそが、ALMAがこれまでに建造された地上望遠鏡の中で最も野心的な望遠鏡である理由の2つだ。もう1つは、この観測所の比類なき適応性だ。ALMAは、トラックで様々な場所に運搬できるアンテナを最も多く保有している。こうした特別な機能のおかげで、ALMAはハッブル宇宙望遠鏡の10倍も鮮明な画像を作り出すことができる。
望遠鏡には常に大きな問題が一つありました。それは、地球の大気が光を曲げ、画像を歪ませてしまうことです。そのため、望遠鏡は大気の薄い高高度に建設されることが多く、NASAがハッブル宇宙望遠鏡を宇宙に送り込んだのは、大気圏を完全に超えるためです。しかし、宇宙望遠鏡は完璧ではありません。その定義上、妥協の産物です。微かな光を捉えるのに十分な大きさでありながら、ロケットに搭載できるほど小さくなければなりません。修理やアップグレードには、莫大な費用をかけて軌道に乗せるか、あるいは不可能な場合があります。しかし現在では、大気のぼやけ効果を調整する補償光学技術の進歩により、地上の多くの望遠鏡は、空に設置できるものと同じくらい優れた性能を備えています。ALMAは電波を捉え、まもなく可視光を観測する2つの天文台が着工されます。1つはハッブル宇宙望遠鏡の10倍以上の解像度を持つ30メートル望遠鏡、もう1つは数夜ごとに全天を撮影する大型シノプティック・サーベイ望遠鏡です。
ALMAの66基のアンテナは、一つの巨大な望遠鏡のように機能し、口径を500フィート（約150メートル）から10マイル（約16キロメートル）まで変化させることで、鮮明な細部から大まかな地形までを観測できます。この柔軟性を実現するために、作業員は28個のタイヤを備えた大型トラックを使い、100トンのアンテナを輸送します。各アンテナは、近くのスーパーコンピュータと有線で接続された192基のベースのいずれかに（1ミリメートル未満の精度で）設置されます。
ALMAはガス雲を観測する
年末までにすべてのアンテナがオンラインになると、ALMA は、星間塵などの冷たく暗い発生源や明るい遠方の銀河から放射される非常に短い電波を観測するどの望遠鏡よりも 100 倍の解像度の画像化が可能になります。しかし、ALMA はすでにいくつかの印象的な発見をしています。3 月には、天文学者らが驚くほどの数の「スターバースト」銀河を発見しました。スターバースト銀河とは、誰もが考えていたよりも 10 億年も早く新しい星が形成されていた銀河です。この夏、彼らは、惑星、小惑星、彗星の形成を助ける恒星近くの塵のトラップの証拠を発見した可能性があります。そして最終的に、ALMA は、天の川銀河の中心にあるブラックホールに渦巻くガス雲を観察し、遠く離れた世界で生命の分子的兆候を探し、科学者が暗黒物質と呼ぶ謎の物質の位置と密度を測定します。これらはすべて、地球の高地砂漠から行われます。
この記事はもともと『Popular Science』2013年9月号に掲載されました。
