Egy 45 éves távcső csúcstechnikai fejlesztést fog kapni, amely lehetővé teszi számára, hogy válaszokat keressen a csillagászat legmegdöbbentőbb kérdéseire, beleértve a sötét energiát, egy hipotetikus láthatatlan erőt, amely előidézheti a az Univerzum.
Az arizonai Nicholas U. Mayall távcsövet a hét elején bezárták, hogy felkészüljenek egy 9 tonnás készülék telepítésére, amely 5000 ceruza méretű robotot fog felépíteni, amelyek száloptikai érzékelőket céloznak a távoli galaxisokon.
20 percenként a forgórobotok újra pozícióba lépnek, hogy a Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) nevű eszköz az ég új részét elfogja. Tíz rendkívül nagy teljesítményű műszer, amelyet spektrográfiának neveznek, ezután elemezni fogja az érzékelők által elfogott távoli tárgyak fényét, és elkészíti azt, amelyet eddig a világ legnagyobb és leg részletesebb 3D-s térképének neveztek.
"2010-ben elkezdtük az eszköz koncepcionális tervezését" - nyilatkozta Joseph Silber, a DESI projektmérnöke, aki a kaliforniai egyetem Lawrence Berkeley laboratóriumában dolgozik. "Ez a tudományon alapszik, amelyet a Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) eszközön végeztek. De mindent robot helyett manuálisan végeznek."
A BOSS műszer az új mexikói Apache Point Obszervatóriumban 1000 optikai szálat tartalmaz, amelyek érzékelik a fényjelzéseket a világosabb és legtávolabbi galaxisokból. A DESI-hez a mérnökök ötször annyi szálat használtak. A BOSS kutatóinak fémlemezeket kell gondosan fúrt lyukakkal használni, hogy az optikai szálakat a célpontjuk felé irányítsák. A mérnököknek az ég minden olyan részéhez, amelyet meg akarnak képezni, új lemezeket kell készíteniük, és azokat fel kell szerelniük a távcsőre. A DESI esetében a robotok minden kemény munkát megtesznek, jelentősen megnövelve a szkennelés sebességét - mondta a kutatók.
"5000 különálló robot van, és mindegyik egy optikai szálat hajt" - mondta Silber a Live Sciencenek. "Ezután az optikai szálat körülbelül 50 méterre vezetjük le a távcsővel egy külön helyiségbe, ahol ezeket a nagyon nagy és érzékeny spektrográfiai műszereket telepítik."
Annak megmérésével, hogy a távoli galaxisokból (vagy bármely égi tárgyból) származó fény hullámhossza változik, a kutatók képesek lesznek kitalálni, milyen messze vannak és milyen gyorsan mozognak a galaxisok. Amikor egy objektum távolodik tőlünk, a fény a fény spektrumának vörös része felé (hosszabb hullámhossz) mozog, és ezért nevezik vöröseltolódásnak.
A térkép mérete és összetettsége segít a tudósoknak megérteni, hogy a sötét energia és a gravitáció hogyan versenyeztek az univerzum fejlődésében. A sötét energia az a még be nem bizonyított erő, amely verseng a gravitációval és az univerzum felgyorsuló terjedését okozza. Becslések szerint a sötét energia az univerzumban jelenlévő teljes energia 68% -át teszi ki.
A műszer érzékenysége lehetővé teszi a csillagászoknak, hogy olyan távoli galaxisokat látjanak, hogy fényük milliárd év alatt eljut a Földre. A kutatók szerint az eszköz, ha megvizsgálja, mennyi ideig tart ahhoz, hogy elérje a fényt, lehetővé tenné számukra, hogy 11 milliárd évvel ezelőtt vissza tudják nézni.
"A láthatatlan világegyetem megismerésének egyik elsődleges módja annak, hogy finom hatása van a galaxisok csoportosulására" - mondta Daniel Eisenstein, a DESI Collaboration szóvivője, a Harvard University. "A DESI új térképei kitűnő új érzékenységi szintet biztosítanak a kozmológiai tanulmányunkban."
A tervezett ötéves működési ideje alatt a DESI körülbelül 30 millió galaxis és kvazár sebességét fogja mérni - szupermasszív fekete lyukakat, amelyek körül keringő anyagtárcsa van - mondta Brenna Flaugher, a DESI projekt tudósa, aki a Fermi Nemzeti Gyorsítógép asztrofizikai osztályát vezeti Laboratórium.
"Egyrészt egyszerre 5000 galaxis sebességét is mérhetjük," - mondta.
Az eszköz, amely 71 kutatóintézet közreműködésével működik, mintegy tízszeres adatot fog gyűjteni, mint elődje, a BOSS.
"Ez a projekt arról szól, hogy hatalmas mennyiségű adatot állít elő" - mondta Michael Levi, a DESI igazgatója az Energiaügyi Minisztérium Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratóriumából (Berkeley Lab), amely a projektet vezeti. A kutatók az adatokat felhasználják az univerzumok számítógépes szimulációjában.
Silber és csapata már 3000 pozícionáló robotot készített, és ék alakú szirmokba helyezte őket, amelyeket beillesztnek a műszer fókuszt síkjába. A DESI hat lencséje jelenleg végleges kezelésen megy keresztül a University College Londonban, és tavasszal szállítják az Egyesült Államokba, hogy az alkatrészek telepítése megkezdődhessen.
A DESI várhatóan 2019 tavaszán fogja elvégezni első méréseit.
