45-letni teleskop bo dobil visokotehnološko nadgradnjo, ki mu bo omogočila iskanje odgovorov na najbolj zapletena vprašanja v astronomiji, vključno z obstojem temne energije, hipotetično nevidno silo, ki bi lahko poganjala širitev vesolje.
Teleskop Nicolas U. Mayall v Arizoni je bil zaprt v začetku tega tedna, da bi se pripravil na namestitev 9-tonske naprave, ki bo imela 5000 robotov velikosti svinčnika, usmerjene v optične senzorje v oddaljene galaksije.
Vsakih 20 minut se bodo vrtljivi roboti preusmerili, da bi instrumentu, imenovanemu Spektroskopski instrument Dark Energy (DESI), omogočil zajemanje novega dela neba. Deset izjemno močnih instrumentov, imenovanih spektrografi, bodo nato analizirali svetlobo iz oddaljenih predmetov, ki so jih zajeli senzorji, in ustvarili tisto, kar je bilo opisano kot največji in najbolj podroben 3D zemljevid vesolja doslej.
"Začeli smo s idejno zasnovo instrumenta leta 2010," je v izjavi povedal Joseph Silber, inženir projekta DESI, ki deluje v kalifornijskem laboratoriju Lawrence Berkeley. "Temelji na znanosti, ki je bila narejena na instrumentu Baryon Oscilation Spectroscopic Survey (BOSS). A vse to poteka robotsko, namesto ročno."
Instrument BOSS, v observatoriju Apache Point v Novi Mehiki, vsebuje 1.000 optičnih vlaken, ki lahko zaznajo svetlobne signale iz najtemnejših in najbolj oddaljenih galaksij. Za DESI so inženirji porabili petkrat več vlaken. Raziskovalci BOSS morajo uporabljati kovinske plošče s skrbno izvrtanimi luknjami, da optična vlakna usmerijo proti svojim ciljem. Za vsak del neba, ki ga želijo posneti, morajo inženirji izdelati nove plošče in jih namestiti na teleskop. V primeru DESI bodo roboti opravili vse težko delo in znatno povečali hitrost skeniranja, so povedali raziskovalci.
"Obstaja 5000 posameznih robotov in vsak poganja eno optično vlakno," je Silber povedal Live Science. "Optična vlakna se nato usmerijo približno 50 metrov po teleskopu v ločen prostor, kjer so nameščeni ti zelo veliki in občutljivi spektrografski instrumenti."
Z merjenjem, kako se spreminja valovna dolžina svetlobe, ki prihaja iz oddaljenih galaksij (ali katerega koli nebesnega predmeta), bodo raziskovalci lahko ugotovili, kako daleč so in kako hitro se galaksije odmikajo. Ko se predmet oddaljuje od nas, se njegova svetloba preusmeri proti rdečemu delu svetlobnega spektra (daljša valovna dolžina), zato se imenuje rdeče premikanje.
Obseg in zapletenost zemljevida bosta znanstvenikom pomagala razumeti, kako sta temna energija in gravitacija tekmovala skozi celoten razvoj vesolja. Temna energija je še nedokazana sila, ki tekmuje z gravitacijo in povzroča pospešeno širjenje vesolja. Ocenjujejo, da temna energija predstavlja do 68 odstotkov celotne energije, prisotne v vesolju.
Občutljivost instrumenta bo astronomom omogočila, da vidijo galaksije tako oddaljene, da njihova svetloba potuje na Zemljo veliko milijard let. Raziskovalci so povedali, da jim bo instrument s pogledom, koliko časa traja svetloba, da bi ga dosegli, lahko videl nazaj pred 11 milijardami let.
"Eden glavnih načinov, s katerim se učimo o nevidnem vesolju, je njegov subtilen vpliv na grozdenje galaksij," je povedal tiskovni predstavnik za sodelovanje DESI Daniel Eisenstein z univerze Harvard. "Novi zemljevidi DESI bodo zagotovili izjemno novo raven občutljivosti v naši študiji kozmologije."
V svojem načrtovanem petletnem delovanju bo DESI izmeril hitrosti približno 30 milijonov galaksij in kvazarjev - supermasivne črne luknje, obkrožene z diskom iz orbite materiala, pravi Brenna Flaugher, znanstvenik projekta DESI, ki vodi oddelek za astrofiziko pri Fermijevem nacionalnem pospeševalniku Laboratorij.
"Namesto ene naenkrat lahko merimo hitrosti 5000 galaksij naenkrat," je dejala.
Instrument, sodelovanje med 71 raziskovalnimi ustanovami, bo zajel približno 10-krat več podatkov kot njegov predhodnik BOSS.
"Pri tem projektu gre za pridobivanje ogromnih količin podatkov," je dejal direktor DESI Michael Levi iz nacionalnega laboratorija Lawrence Berkeley iz oddelka za energijo (Berkeley Lab), ki vodi projekt. Raziskovalci bodo podatke uporabili v računalniških simulacijah vesoljev.
Silber in njegova ekipa so že izdelali 3000 robotskih pozicioniranj in jih namestili v klinaste cvetne liste, ki bodo vgrajeni v goriščno ravnino instrumenta. Šest leč DESI je trenutno na končni obdelavi na University College London in bodo poslane v ZDA to pomlad, da se bo lahko začela namestitev komponent.
DESI naj bi prve meritve opravil spomladi 2019.
