Przejdź do treści

Pierwsze swiatło DESI

DESI 1

Instrument DESI (ang. Dark Energy Spectroscopic Instrument) już działa - i ma szansę zarejestrować miliony galaktyk istniejących już 11 miliardów lat temu, a dzięki temu być może odsłonić przed nami sekrety ciemnej energii.

Prawie 500 naukowców z 75 instytucji zlokalizowanych w 13 krajach ciągle pracuje nad rzuceniem nowego światła na tajemniczą ciemną energię. Ich pięcioletni projekt opiera się w dużej mierze właśnie na uruchomieniu nowego instrumentu, który pracuje od niedawna na 4-metrowym teleskopie Mayall w Kitt Peak National Observatory w Arizonie. Instrument ten może ponownie zrewolucjonizować całą kosmologię i astronomię.

Warto w tym miejscu wspomnieć, że już dwie dekady temu w ramach rewolucyjnego przeglądu optycznego Sloan Digital Sky Survey (SDSS) dość dokładnie przebadano to samo pole obserwacyjne, odwzorowując wówczas około jedną trzecią całego nieba ponad 2,5-metrowym teleskopem z Obserwatorium Apache Point w Nowym Meksyku. Tysiące badań - często bardzo istotnych - powstało z czasem w oparciu o uzyskaną wówczas trójwymiarową mapę Wszechświata.

Badania te objęły wtedy również widma milionów gwiazd i galaktyk, zarejestrowane przy użyciu specjalnie nawierconych, metalowych płytek z tysiącami otworów odpowiadających poszczególnym pozycjo obiektów. Po zainstalowaniu płytek na teleskopie pracownicy obserwatorium starannie dopasowali ręcznie kable światłowodowe do każdego otworu, umożliwiając każdorazowo światłu z danego obiektu dotarcie do spektrografu SDSS. W ten sposób naukowcy zarządzający projektem SDSS byli w stanie zmierzyć widma optyczne dla około 1000 obiektów jednocześnie.

Dzięki temu przegląd SDSS zasadniczo wprowadził astronomię do tak zwanej ery Big Data, czyli przetwarzania ogromnych ilości danych. Teraz DESI ma okazje podjąć to samo wyzwanie. Zdaniem Jeffrey'a Newmana z Uniwersytetu w Pittsburgu ten nowy przegląd ma na celu opracowanie mapy przestrzennej odpowiadającej 10-krotnej objętości ostatniej ukończonej fazy programu SDSS (SDSS-III), a przy okazji spojrzeć także pięciokrotnie dalej w przeszłość Wszechświata i odwzorować pozycje 50 razy więcej galaktyk.

Jednym z powodów umożliwiających zwiększenie zasięgu DESI jest automatyzacja przeglądu. Podobnie jak w przypadku SDSS, DESI zbiera światło obiektu za pomocą kabla światłowodowego jeszcze przed rozłożeniem go na widmo - poszczególne długości fali świetlnej, odpowiadające różnym barwom tego światła. Ale w przeciwieństwie do SDSS, DESI ma rejestrować takie widma dla aż 5000 obiektów na raz, i to z niesamowitą prędkością. Ludzie nie są już w tym przypadku zaangażowani w układanie kabli - zamiast tego roboty będą zmieniać położenia 5000 różnych kabelków co każde 20 minut. W idealnych warunkach DESI będzie zbierać informacje o ponad 100 000 galaktykach w ciągu... jednej nocy.

Kamera DESI ma do tego pole widzenia odpowiadające aż 8 stopniom kwadratowym, czyli obszarowi 40 razy większemu niż powierzchnia Księżyca w pełni. Astronomowie oczekują, że zrobi zdjęcia i pomoże zmierzyć widma dla aż 10 milionów gwiazd i 35 milionów galaktyk, patrząc wstecz w czasie na 11 miliardów lat.

DESI jest też już gotowy na precyzyjne mapowanie wielkoskalowej struktury Wszechświata i umożliwi badanie ciemnej energii - tajemniczej siły, która wydaje się dziś przyspieszać ekspansję Wszechświata. Ale DESI to coś więcej niż tylko badania kosmologiczne. -Instrument jest doskonale zaprojektowany do eksploracji nieznanego - mówi Arjun Dey z Obserwatorium Kitt Peak. -Wśród milionów galaktyk i gwiazd, które DESI będzie badać, są zapewne i te rzadkie, być może jedyne w swoim rodzaju, astronomiczne źródła, czasem zupełnie nieoczekiwane, które tylko czekają na odkrycie.

DESI - first light

Na ilustracji: Na obrazie tak zwanego "pierwszego światła" najnowszego instrumentu spektroskopowego do badań ciemnej energii (DESI) udało się uchwycić Galaktykę Trójkąta. 5000 spektroskopowych „oczu” DESI pokrywa obszar nieba około 38 razy większy niż Księżyc w pełni, co dobrze widać na tej nakładce płaszczyzny ogniskowej DESI na nocnym niebie.
Źródło: DESI Collaboration / Legacy Surveys / NASA / JPL-Caltech / UCLA

 

Czytaj więcej:

 

Źródło: Sky&Telescope

Opracowanie: Elżbieta Kuligowska

Ilustracja powyżej: Pozycjonery robotyczne, które umieszczają światłowody zbierające światło z poszczególnych galaktyk i gwiazd, są ułożone w 10 modułach w kształcie klinów zwanych „płatkami”. Po lewej: Jeden płatek obejmuje galaktykę M33. Niebieskie kółka zaznaczają regiony, z których 500 kabli światłowodowych przechwytuje światło. Po prawej: Emisja wodoru pokazana jako mapa kolorów, z jaśniejszymi barwami wskazującymi na jaśniejszą emisję i większą obfitość gazu.
Źródło: DESI Collaboration / Legacy Surveys / NASA / JPL-Caltech / UCLA / NSF’s National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory