En 2015, comenzó la construcción de un nuevo telescopio llamado Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI). A finales de este año, comenzará su misión de cinco años. ¿Su objetivo? Crear un mapa 3D del Universo con un detalle sin precedentes, que muestre la distribución de la materia.
Ese mapa detallado permitirá a los astrónomos investigar aspectos importantes de la cosmología, incluida la energía oscura y su papel en la expansión del Universo.
DESI es una colaboración entre varias naciones: EE. UU., Reino Unido, Francia, España y México, siendo la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de EE. UU. el principal financiador. Varias otras instituciones y fundaciones también han contribuido. DESI en sí mismo es un espectrógrafo poderoso, y se está construyendo sobre el Telescopio Mayall de 4 m existente en el Observatorio Kitt Peak en Arizona.
En esencia, DESI son 5000 robots individuales del tamaño de un lápiz. Cada uno de los 5000 robots controla un solo ojo de fibra óptica y juntos capturan un espectro en un rango de longitud de onda de 360 nm a 980 nm. “Verá” desde el ultravioleta cercano, a través de la luz visible y en la parte infrarroja del espectro electromagnético.
Una vez que esté en funcionamiento, cada uno de los 5000 ojos de DESI observará una sola galaxia preseleccionada a la vez. En las mejores condiciones, completará un conjunto de 5000 observaciones de galaxias cada dos minutos, antes de que todo el telescopio cambie su plano focal a su siguiente conjunto de objetivos.
DESI mapeará repetidamente la distancia a los mismos 35 millones de galaxias y 2,4 millones de cuásares, cubriendo alrededor de un tercio del cielo en sus cinco años de operación. Al final de su programa de observación, tendremos un mapa de la expansión de esa parte del Universo durante un período de cinco años.
“Después de una década de planificación e I+D, instalación y montaje, estamos encantados de que DESI pronto pueda comenzar su búsqueda para desentrañar el misterio de la energía oscura”, dijo el director de DESI, Michael Levi, en un comunicado. presione soltar.
Hace años, el Programa de Fronteras Cósmicas del Departamento de Energía identificó la necesidad de un estudio de espectroscopia de campo amplio, y DESI finalmente lo proporcionará. Según el sitio web de DESI, el nuevo instrumento «proporcionará nuevas medidas que pueden restringir las teorías de la gravedad modificada y la inflación, y proporcionará límites de vanguardia sobre la suma de las masas de los neutrinos».
El trabajo de DESI es analizar la luz que cada uno de sus ojos recoge de una galaxia distante o cuásar. La luz de estas galaxias se emitió hace mucho tiempo, por lo que, en cierto sentido, DESI está mirando hacia atrás en el tiempo. Algunos de sus objetivos son 12 mil millones de años atrás en el tiempo.
“Es un instrumento loco y loco el que estamos armando”.
Joseph Silber, ingeniero jefe de plano focal, DESI, Berkeley Lab
Impreso en cada uno de los objetivos de DESI están Oscilaciones acústicas bariónicas (BAO). Esas son fluctuaciones de densidad en la materia bariónica o «normal». Esas fluctuaciones pueden actuar como una especie de «regla» en cosmología, similar a cómo velas estándar se utilizan para medir la distancia. Pero desbloquear la información en esos BAO requiere una medición detallada de los espectros de cada objetivo. Esos espectros se pueden usar para construir el gran mapa 3D de un tercio del cielo, el objetivo general de DESI.
Ese mapa revelará la historia de la expansión del Universo, que está impulsada por la energía oscura.
«Las galaxias no se dispersan aleatoriamente en el espacio, sino que forman un patrón complejo del que podemos aprender sobre la composición y la historia del universo».
Profesor Daniel Eisenstein del Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian
«Felicitaciones al equipo DESI de laboratorios y universidades de EE. UU. e internacionales por desarrollar este increíble instrumento espectroscópico de última generación», dijo Kathleen Turner, gerente del programa DESI en la Oficina de Física de Alta Energía del Departamento de Energía. “Todos estamos ansiosos por utilizar la exquisita precisión de DESI para mapear la expansión del universo a lo largo del tiempo”.
“Esta es la culminación de 10 años de arduo trabajo por parte de un equipo increíblemente dedicado y talentoso, y un gran logro para todos los involucrados”, dijo Michael Levi, director de DESI.
“Las galaxias no están dispersas al azar en el espacio, sino que forman un patrón complejo a partir del cual podemos aprender sobre la composición y la historia del universo. Los mapas sin precedentes de DESI nos permitirán medir cómo se ha expandido el universo con el tiempo, para ver cómo la gravedad y la energía oscura compiten para separar y separar el material”, dijo el profesor Daniel Eisenstein del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, quien se desempeña como co-portavoz de la colaboración.
En marzo, quedó claro que la pandemia de coronavirus afectaría a DESI. La fase de prueba final del instrumento tuvo que cerrarse. Pero había una oportunidad de capturar un último gran lote de datos del cielo, por lo que el personal de DESI siguió adelante. Luego, a mediados de marzo, DESI y el Observatorio Kitt Peak se cerraron para contener la propagación del nuevo coronavirus.
Resulta que ese último lote de datos de prueba fue fundamental en la Decisión crítica 4 de la instalación, un hito de finalización. Estas carreras de observación de prueba fueron carreras de prueba importantes y ayudaron a los operadores a identificar cualquier inconveniente y solucionarlo. El 11 de mayo, una junta asesora federal dio por terminado formalmente el proyecto.
Ahora, DESI está listo para funcionar. Y tras años de trabajo, el equipo que hay detrás está deseando empezar.
“Los primeros resultados del instrumento fueron muy gratificantes después de años de desarrollo”, dijo Daniel Eisenstein, portavoz de DESI y profesor de astronomía de la Universidad de Harvard. “Ahora todo el equipo está ansioso por saber qué nos enseñarán los datos DESI sobre el Universo”.
El Universo no puede ocultar sus secretos para siempre.
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