ALMA观测了猫爪星云，探测到该区域内分子（蓝色）产生的近700条发射线。这一结果显示，其探测到的发射线数量是赫歇尔空间望远镜（灰色，为便于比较而反转显示）的10倍以上。（图片来源：S. Lipinski/NASA & ESA, NAOJ, NRAO/AUI/NSF, B. McGuire 等）位于智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）自2011年以来一直投入运行。然而，其最初的版本只包含了约ALMA总计划66个天线的三分之一，以及其10个接收器中的几个，每个接收器都能观测不同波段的射电波长。随着时间的推移，该阵列在实现全面运行方面取得了长足进步；如今，所有天线都已投入使用，ALMA也已将其最高频率观测波段——10波段——纳入其中。
发现年轻恒星
11月22日，ALMA发布了其使用10波段的首次科学成果，从猫爪星云中的分子处收集了695条发射线——这是由星光激发的振动分子的“指纹”——这些分子包括甲醇、乙醇、甲胺（氨的一种衍生物）和乙醇醛（一种与糖相关的简单分子）。猫爪星云位于约4300光年之外，目前正形成大质量恒星。此前，欧洲空间局的赫歇尔空间望远镜在该射电频率上进行的观测仅探测到65条发射线——比ALMA探测到的数量少10倍——这证明了ALMA巨大的观测能力，尤其是在通常无法从地面观测的波长区域。“[这些观测]需要ALMA的极高精度和灵敏度，以及地球上最干燥、最稳定的天文观测条件之一，”主要作者、美国国家射电天文台的Brett McGuire在一份新闻稿中说道。这些结果已于8月17日发表在《天体物理学杂志快报》上，并可在arXiv预印本服务器上查阅。
重水（蓝色）的喷流射入猫爪星云中一个富含分子的区域（橙色），该区域围绕着一个或多个原恒星。（图片来源：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO): NRAO/AUI/NSF, B. Saxton）除了来自暖分子的发射外，ALMA还探测到从该区域至少一个正在形成的大质量原恒星中喷射出的重水——由氧和氘（氢的一种同位素，其原子核含有一个质子和一个中子）组成的水。研究团队认为，这些喷流相对年轻，刚刚开始向外扩散并进入形成恒星周围的更大星云。
构建10波段
10波段是ALMA的最高频率接收器波段，能够接收787至950 GHz之间的信号。它由日本国立天文台（NAOJ）开发，该天文台也开发了ALMA的4波段（125-163 GHz）和8波段（385-500 GHz）。然而，与ALMA的其他波段不同，这特定的一些接收器在制造上更具挑战性。由于它们观测的波长，10波段接收器无法使用传统上用于此类设备的铌超导元件。取而代之的是，开发团队使用了铌钛氮化物（NbTiN）来制造10波段的元件。这些接收器于2014年完工，并于2015年安装在ALMA上用于常规科学观测。
位于智利阿塔卡马沙漠ALMA运行支持设施实验室中的ALMA 5波段接收器。（图片来源：Alison Klesman）正如ALMA的最新结果所强调的那样，10波段对温暖温度下的复杂分子以及重水的发射敏感。这些分子有助于深入了解恒星和行星的形成，使天文学家能够根据年轻恒星周围星云中存在的分子来一窥行星系统的构成要素。10波段也使天文学家能够近距离观测天体：我们太阳系中巨行星的上层大气。更好地掌握行星大气层中云层上方翻腾的分子，将有助于我们更好地理解行星大气不同层次的天气模式。
