Dark Energy é a força misteriosa que impulsiona a expansão do Universo. Não sabemos o que é energia escura, apesar de constituir cerca de 68% do Universo. E a expansão está se acelerando, o que apenas contribui para o mistério.
Um novo instrumento chamado Instrumento espectroscópico de energia escura (DESI) estudará a energia escura. Está fazendo isso com 5.000 novos "olhos" robóticos.
Cientistas e engenheiros deram ao Mayall Telescope no Observatório Nacional Kitt Peak 5.000 novos olhos de fibra óptica. O telescópio de 4 metros (13 pés) está em operação desde 1973, mas está sendo re-comissionado com um objetivo: explorar a energia escura como o Instrumento Espectroscópico de Energia Escura (DESI). Seus 5.000 novos olhos mapearão a distância entre a Terra e a Terra. milhões de galáxias e quasares.
"Os mapas sem precedentes da DESI nos permitirão medir como o universo se expandiu ao longo do tempo, para ver como a gravidade e a energia escura competem para separar e separar o material".
Professor Daniel Eisenstein, Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, co-porta-voz da DESI
O DESI é uma colaboração entre quase 500 pesquisadores de 75 instituições diferentes em 13 países. Levou uma década para chegar a essa primeira imagem de luz de galáxias distantes. Mas essa imagem de amostra é apenas uma amostra do que está por vir.
No coração da DESI estão os 5.000 sensores de fibra ótica, cada um controlado por robô. Os sensores ficam atrás do plano focal das lentes que compõem o restante do escopo.
O DESI aponta automaticamente para conjuntos de galáxias pré-selecionados, reúne sua luz e depois divide essa luz em faixas estreitas de cores para mapear com precisão sua distância da Terra. Pode medir o quanto o universo se expandiu à medida que essa luz viajava para a Terra. Em condições ideais, o DESI pode percorrer um novo conjunto de 5.000 galáxias a cada 20 minutos.
"Depois de uma década em planejamento e P&D, instalação e montagem, estamos muito satisfeitos que a DESI possa começar em breve sua busca para desvendar o mistério da energia escura", disse o diretor da DESI, Michael Levi, do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley do Departamento de Energia (Berkeley Lab). , a principal instituição de construção e operações da DESI.
"A maior parte da matéria e energia do universo é sombria e desconhecida, e experimentos da próxima geração como o DESI são nossa melhor aposta para desvendar esses mistérios", acrescentou Levi. "Estou emocionado ao ver esse novo experimento ganhar vida."
O interior do Mayall Telescope de 4 metros no Kitt Peak National Observatory, no Arizona. Crédito de imagem: Kitt Peak / DESI
O poder da DESI vem da capacidade de medir 5.000 galáxias por vez, uma com cada um de seus sensores robóticos de fibra óptica. Cada sensor tem a largura de um cabelo humano e, em boas condições, eles podem se concentrar em um novo alvo em cerca de dois segundos. Isso significa que em apenas um minuto, o DESI pode alternar de um conjunto de 5.000 galáxias para outro conjunto de 5.000 galáxias.
Dos sensores, a luz dessas galáxias e quasares distantes viaja ao longo da rede de 241 km (150 milhas) de cabos de fibra ótica para espectrógrafos. Os espectrógrafos dividem a luz em milhares de comprimentos de onda. O Universo está se expandindo e galáxias distantes estão se afastando de nós mais rapidamente do que galáxias mais próximas. Separando a luz dessas galáxias distantes e medindo os comprimentos de onda esticados, os cientistas podem determinar a rapidez com que cada galáxia está se afastando de nós.
Uma das dez "pétalas" ou "cunhas" da DESI, com alguns de seus sensores instalados. Cada cunha contém 500 sensores de fibra ótica, com cada sensor controlado roboticamente para atingir um alvo separado. No total, o DESI pode medir 5.000 galáxias ou quasares por vez. Crédito de imagem: Berkeley Lab.
"As galáxias não estão espalhadas aleatoriamente no espaço, mas formam um padrão complexo a partir do qual podemos aprender sobre a composição e a história do universo."
Professor Daniel Einsenstein, Centro de Astrofisica / harvard & Smithsonian, coordenador de DESI
O DESI usa as velocidades e distâncias das galáxias para criar um mapa 3D do Universo. Por ser muito rápido e ter como alvo um conjunto de 5.000 galáxias e quasares diferentes tão rapidamente, o DESI mapeará 20 vezes mais objetos do que qualquer antecessor. No total, o DESI medirá e mapeará 35 milhões de galáxias e 2,4 milhões de quasares.
Professor Daniel Eisenstein, do Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian atua como co-porta-voz da colaboração. Em um comunicado à imprensa, ele disse: “As galáxias não estão espalhadas aleatoriamente no espaço, mas formam um padrão complexo a partir do qual podemos aprender sobre a composição e a história do universo. Os mapas sem precedentes da DESI nos permitirão medir como o universo se expandiu ao longo do tempo, para ver como a gravidade e a energia escura competem para separar e separar o material. ”
Mas o mapa 3D do Universo da DESI fará mais do que lançar luz sobre a energia escura. Ele produzirá um conjunto de dados espectralmente valioso de informações espectroscópicas que podem ser usadas para enfrentar outros problemas de pesquisa astrofísica.
A energia escura é a força misteriosa que impulsiona a expansão do Universo, e essa expansão está ganhando velocidade. Crédito de imagem: Goddard Space Flight Center da NASA
Professor Douglas Finkbeiner, do Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian explica: “Um belo aspecto do DESI é a capacidade de combinar calibração de precisão e novas ferramentas estatísticas com o tamanho bruto do conjunto de dados. Estou ansioso pela oportunidade do DESI não apenas para estudar a energia escura, mas também a Via Láctea, galáxias, quasares e tudo mais. ”
Projetar, construir, instalar e testar um dispositivo como DESI é uma tarefa enorme. Mas de outra perspectiva, o trabalho só começa realmente quando os cientistas põem as mãos nos dados do DESI. E, como vimos em algumas empresas, como a missão Cassini, por exemplo, o esforço científico para entender os dados continua muito depois que a missão termina. E esses dados podem estar cheios de surpresas.
"Estou muito animado para ver o que descobrimos que nem estávamos procurando".
Parker Fagrelius, cientista do projeto, laboratório nacional de Berkeley
"Esses grandes projetos levam anos para serem construídos, anos para operar e anos para entender", diz Eisenstein. “O DESI não seria possível sem o compromisso de centenas de pessoas, reunindo-se coletivamente para perseguir esses objetivos. De muitas maneiras, essa é a alegria e o legado dessas pesquisas. ”
"A quantidade de dados que poderemos coletar, acho que abrirá ainda mais perguntas e respostas em astrofísica e cosmologia que ainda não sabemos perguntar", disse Parker Fagrelius, cientista do projeto do Laboratório Nacional de Berkeley . "Estou muito animado para ver o que descobrimos que nem estávamos procurando".
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