在大型望远镜建成后，工程师和天文学家通常需要花费数月或数年的时间进行调试，然后它才能真正开始为科学做出贡献。
但去年，在仅完成四分之一的建设后，阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵列射电望远镜——迄今为止最大、海拔最高、最昂贵的地面天文台——将其碟形耳朵转向天空并开始聆听。它已经开始发出其发现的声音。
自从天文学家一年前开始使用这个耗资 13 亿美元的国际天文台（简称 ALMA）以来，它已经揭示了围绕一颗垂死的红巨星展开的“死亡螺旋”气体和尘埃，从而深入了解了我们太阳的消亡可能会是什么样子。该阵列提供了一个附近行星系统的清晰图像，甚至连哈勃望远镜都无法捕捉到。它还在恒星周围的气体中检测到漂浮的糖分子，以及太空中数百种其他分子的标记——天体物理学家和天体化学家正在努力破译的线索。
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这些发现仅仅来自 ALMA 的有意观测。当科学家们通过将望远镜指向太空中研究得很好的物体来测试天文台不断增长的天线群时，ALMA 正在偶然发现其他仪器从未捕获到的细节。例如，天文学家最近通过将阵列对准触须星系进行测试，这是一对自 1785 年以来科学家一直在研究的碰撞星系，并以卓越的细节看到了它的恒星托儿所，那里正在诞生数十亿颗新恒星。另一项测试在猎户座星系的恒星形成区域发现了有毒分子氰化乙酯漂浮在空中。
“我们完全是偶然地发现了一些东西，”天文台调试团队的天文学家维奥莱特·因佩利泽里说。“我们必须非常小心我们观察的东西，”因为他们正在偶然发现其他科学家希望获得望远镜时间进行调查的发现。
随着建设将更多天线添加到其阵列中，天文台的灵敏度只会提高。与光学望远镜的力量来自在单个仪器内聚集光线的反射镜和透镜不同，现代射电望远镜由成群的碟形天线组成，这些天线一致地指向天空中的一块区域。碟形天线可以彼此相对移动，以便获得对遥远区域的最佳角度。每个碟形天线检测到的微弱波被数字组合在一起以产生一个强大的信号，从而产生比单个大型碟形天线可以实现的分辨率高得多的分辨率。
欧洲南方天文台 (ESO) 的天线项目经理斯特凡诺·斯坦格里尼表示，他们的目标非常精确。欧洲南方天文台 (ESO) 为 ALMA 提供了 25 个天线。他说，一个以同样精度射击的人会把一颗子弹穿过 10 公里远的两个欧元硬币。
凭借这种卓越的精度和灵敏度，ALMA 将深入探索我们宇宙中最黑暗、最寒冷的角落——光学望远镜只能摸索的地方。例如，光学上可能几乎看不见围绕恒星的黑暗云，但 ALMA 可以详细地对其进行成像，并确定其组成。
当 ALMA 于 2011 年 10 月首次供研究人员使用时，其计划中的 66 个天线中只有 16 个在运行，但它已经构成了世界上最强大的射电望远镜——这一殊荣让 1000 多名科学家对它的使用时间垂涎三尺。幸运的是，有 10% 的人被选入了 ALMA 的第一个研究周期；第二个周期将于 1 月开始，天线数量增加一倍。
高沙漠望远镜是二十年工作的产物。在 1990 年代，来自欧洲、北美和日本的天文学团队都在计划新的无线电阵列，但他们以一种不寻常的举动，决定绕开通常具有竞争性的望远镜建造世界，并在一个大型项目上进行合作。
寻找一个地点是下一个挑战。与它们的光学兄弟姐妹不同，射电望远镜可以在白天运行。但是，为了收集来自广阔空间的物体发射的微弱无线电波——特别是其他天文台无法检测到但却是新望远镜主要目标的、易受水蒸气影响的短波长——ALMA 将需要一个异常干燥和透明的大气。很少有地方比 5,000 米的查南托高原更符合这些标准——查南托高原是一个位于智利阿塔卡玛沙漠上的多风安第斯山脉台地，是地球上最干燥的地方之一，平均年降水量仅为 1.5 厘米。
在如此高海拔地区进行建设具有挑战性：工人们每次从海拔 3,000 米的运营中心到高耸的高原都需要进行医疗监测并携带氧气罐。此外，欧洲南方天文台代表马西莫·塔伦吉说，这种高度下太阳的强烈辐射会扭曲碟形天线的精度，这是天基望远镜一直面临的问题。
“这就像建造 66 个太空望远镜，”他说，“但我们还必须考虑风、雪、雨、湿度和灰尘。”
在目前位于查南托的 43 个碟形天线中，大多数直径为 12 米——足够宽，可以舒适地覆盖华盛顿纪念碑。当科学家们将注意力转向新的天体目标时，碟形天线一致地在明亮的安第斯天空下转动目光，它们同步的舞蹈被白雪皑皑的火山见证。
它们能够工作本身就是一个令人印象深刻的壮举：如果碟形天线的表面有与人头发直径一样小的缺陷，它将无法工作。天线接收器被冷却到仅比绝对零度高几度——任何更高的温度都会干扰它们接收到的无线电发射。
更复杂的是，至少有 20 个国家在经济和科学上为 ALMA 做出贡献，这种合作无疑减慢了项目进展——但也带来了一个出色的最终产品，塔伦吉说。由于许多国家的科学预算正在缩减，因此这种合作即将到来——包括一个表面积为平方公里的射电望远镜，该望远镜将位于南非或澳大利亚。该项目可能在 2024 年完成。
与此同时，天文学家将使用 ALMA，其整个阵列应在 2013 年底之前上线。塔伦吉说，届时将会有真正重大的发现。“那时——我只是稍微夸张一下——我们可以指向天空的任何部分，看到一些新的东西，”他补充道。“我们有一个通往宇宙的窗口，在世界上任何其他地方都无法获得。”