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Com a instalação quase concluída, novo instrumento de levantamento do céu inicia testes finais.
Com a instalação quase concluída, novo instrumento de levantamento do céu inicia testes finais.
Os 5000 "olhos" espectroscópicos da DESI podem cobrir uma área do céu cerca de 38 vezes maior que a da lua cheia, como pode ser visto nesta sobreposição do plano focal da DESI no céu noturno (acima). Cada um desses olhos controlados por robôs pode fixar um cabo de fibra óptica em um único objeto para captar sua luz. A luz coletada coletada de uma pequena região da galáxia do Triangulum (parte inferior) por um único cabo de fibra óptica (ponto vermelho) é dividida em um espectro (parte inferior) que revela as impressões digitais dos elementos presentes na galáxia e ajuda na aferição da distância da galáxia. O espectro de teste mostrado aqui foi coletado pela DESI em 22 de outubro. (Crédito: DESI Collaboration; Legacy Surveys; NASA / JPL-Caltech / UCLA)
Vídeo: https://vimeo.com/366534359
Este vídeo destaca os componentes e as estatísticas que tornam o DESI, o instrumento espectroscópico de energia escura, único. Instalado no Telescópio Mayall no Observatório Nacional Kitt Peak, perto de Tucson, Arizona, o DESI traz automação de alta velocidade à sua missão de mapeamento de galáxias. Em cinco anos, o DESI capturará a luz de 35 milhões de galáxias e 2,4 milhões de quasares para produzir o maior mapa 3D do Universo. (Crédito: Marilyn Chung / Berkeley Lab)
Um novo instrumento montado em um telescópio no Arizona apontou sua gama robótica de 5.000 “olhos” de fibra ótica para o céu noturno para capturar as primeiras imagens mostrando sua visão única da luz da galáxia.
Foi o primeiro teste do instrumento espectroscópico de energia escura , conhecido como DESI, com seu complemento quase completo de componentes. O tão esperado instrumento foi projetado para explorar o mistério da energia escura, que compõe cerca de 68% do Universo e está acelerando sua expansão.
Os componentes do DESI são projetados para apontar automaticamente para conjuntos pré-selecionados de galáxias, reunir sua luz e depois dividi-la em faixas estreitas de cores para mapear com precisão sua distância da Terra e medir o quanto o Universo se expandiu quando essa luz viajou para a Terra. Em condições ideais, o DESI pode percorrer um novo conjunto de 5.000 galáxias a cada 20 minutos.
O marco mais recente, alcançado em 22 de outubro, marca a abertura dos testes finais do DESI em direção ao início formal das observações no início de 2020.
Como uma poderosa máquina do tempo, a DESI examinará profundamente a infância e o desenvolvimento inicial do Universo - cerca de 11 bilhões de anos atrás - para criar o mapa 3D mais detalhado do Universo.
Ao mapear repetidamente a distância para 35 milhões de galáxias e 2,4 milhões de quasares em um terço da área do céu ao longo de cinco anos, o DESI nos ensinará mais sobre energia escura. Os quasares, entre os objetos mais brilhantes do universo, permitem que a DESI examine profundamente o passado do Universo.
O DESI fornecerá medições muito precisas da taxa de expansão do universo. A gravidade diminuiu essa taxa de expansão no universo primitivo, embora a energia escura tenha sido responsável por acelerar sua expansão.
"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."
A colaboração DESI tem participação de quase 500 pesquisadores em 75 instituições em 13 países.
A instalação do DESI começou em fevereiro de 2018 no Telescópio Nicholas U. Mayall no Observatório Nacional Kitt Peak, perto de Tucson, Arizona.
"Com o DESI, estamos combinando um instrumento moderno com um venerável telescópio antigo para criar uma máquina de pesquisa de última geração." Disse Lori Allen, diretora do Observatório Nacional Kitt Peak no Laboratório Nacional de Pesquisa em Astronomia Infravermelha Ótica da National Science Foundation.
Nos últimos 18 meses, um bando de componentes DESI foi enviado ao local por instituições de todo o mundo e instalado no telescópio.
Entre as primeiras chegadas, havia um conjunto de lentes empacotadas em um grande barril de aço, pesando juntas três toneladas. Esse cano corretor fica sobre o espelho principal de 4 metros do Telescópio Mayall e oferece um amplo campo de visão. As lentes, cada uma medindo cerca de um metro de diâmetro, foram testadas com sucesso em abril.
O plano focal da DESI , que carrega 5.000 posicionadores robóticos que giram em uma "dança" coreografada para se concentrar individualmente nas galáxias, fica no topo do telescópio.
Uma visão do plano focal totalmente instalado da DESI, que possui 5.000 posicionadores robóticos automatizados, cada um carregando um cabo de fibra óptica para captar a luz das galáxias. (Crédito: DESI Collaboration)
Esses pequenos robôs - cada um com um cabo de fibra óptica coletor de luz que tem aproximadamente a largura média de um cabelo humano - servem como olhos da DESI. Os posicionadores levam cerca de 10 segundos para girar para uma nova sequência de galáxias alvo. Com sua velocidade de levantamento sem precedentes, o DESI mapeará mais de 20 vezes mais objetos do que qualquer experimento anterior.
O plano focal, composto de meio milhão de peças individuais, é organizado em uma série de 10 pétalas em forma de cunha, cada uma contendo 500 posicionadores e uma pequena câmera para ajudar o ponto e o foco do telescópio.
Esta ilustração do DESI na cúpula do Telescópio Mayall mostra o plano focal e o cano do corretor (cinza escuro) na parte superior do telescópio e os espectrógrafos (mostrados em amarelo) abaixo do telescópio. (Crédito: DESI Collaboration).
O plano focal, o cano corretor e outros componentes DESI pesam 11 toneladas, e o braço móvel do telescópio Mayall no qual o DESI está instalado pesa 250 toneladas e se eleva 90 pés acima do chão na cúpula de 14 andares do Mayall.
Entre as chegadas mais recentes a Kitt Peak está a coleção de espectrógrafos projetados para dividir a luz coletada em três faixas de cores separadas para permitir medições precisas de distância das galáxias observadas em uma ampla gama de cores.
Esses espectrógrafos, que permitem que os olhos robóticos da DESI “vejam” até galáxias fracas e distantes, são projetados para medir o desvio para o vermelho, que é uma mudança na cor dos objetos para comprimentos de onda mais longos e mais vermelhos devido ao movimento dos objetos para longe de nós. O desvio para o vermelho é análogo ao modo como o som da sirene de um carro de bombeiros muda para tons mais baixos à medida que se afasta de nós.
Atualmente, existem oito espectrógrafos instalados, com os dois finais chegando antes do final do ano. Para conectar o plano focal aos espectrógrafos, localizados abaixo do telescópio, o DESI está equipado com cerca de 250 quilômetros de cabos de fibra óptica.
Os trabalhadores instalam os espectrógrafos da DESI, que são usados para dividir a luz coletada do plano focal da DESI em faixas de cores separadas. (Crédito: DESI Collaboration)
"Este é um momento muito emocionante", disse Nathalie Palanque-Delabrouille, porta-voz do DESI e pesquisadora de astrofísica da Comissão de Energia Atômica da França (CEA), que participou do processo de seleção para determinar quais galáxias e outros objetos o DESI observará.
“O instrumento está tudo lá. Foi muito emocionante fazer parte disso desde o início ”, disse ela. “Este é um avanço muito significativo comparado às experiências anteriores. Ao olhar para objetos muito distantes de nós, podemos realmente mapear a história do universo e ver do que o Universo é composto olhando para objetos muito diferentes de diferentes épocas. ”
A instituição de Palanque-Delabrouille, CEA, contribuiu com um sistema de refrigeração especializado para otimizar o desempenho dos sensores de luz (conhecidos como CCDs ou dispositivos acoplados a carga) que permitem a ampla faixa de amostragem de cores da DESI.
Gregory Tarlé, professor de física da Universidade de Michigan (UM), que liderou as equipes de estudantes que montaram os posicionadores robóticos para o DESI e componentes relacionados, disse que é gratificante chegar a um estágio no projeto em que todos os componentes complexos do DESI estão funcionando juntos.
A UM entregou um total de 7.300 posicionadores robóticos, incluindo peças de reposição. Durante o pico de produção, as equipes produziam cerca de 50 posicionadores por dia.
"Foi um processo e tanto", disse Tarlé. "Estávamos no limite de precisão para essas peças de produção."
Os posicionadores foram instalados nas pétalas do plano focal no Berkeley Lab e, após a montagem e teste, as pétalas concluídas foram enviadas para o Kitt Peak e instaladas uma de cada vez no Telescópio Mayall.
Agora que o trabalho duro de construir o DESI está em grande parte concluído, Tarlé disse que está ansioso pelas descobertas do DESI.
"Quero descobrir qual é a natureza da energia escura", disse ele. "Finalmente, tentamos realmente entender a natureza dessas coisas que dominam o Universo."
Neste vídeo de lapso de tempo, as equipes usam uma máquina especial para instalar uma pétala individual em forma de cunha no plano focal da DESI, instalado no Telescópio Mayall no Observatório Nacional Kitt Peak, perto de Tucson, Arizona. O plano focal arredondado é composto por 10 pétalas e cada pétala possui 500 posicionadores robóticos que visam individualmente as galáxias para coletar sua luz através de finos cabos de fibra óptica. (Crédito: Christian Soto, Laboratório Nacional de Pesquisa em Astronomia Infravermelha Ótica / AURA / NSF)
O DESI é apoiado pelo Escritório de Ciência do Departamento de Energia dos EUA; a Fundação Nacional de Ciências dos EUA, Divisão de Ciências Astronômicas sob contrato com o Laboratório Nacional de Pesquisa em Astronomia Infravermelha Ótica da NSF; o Conselho de Instalações de Ciência e Tecnologia do Reino Unido; a Fundação Gordon e Betty Moore; a Fundação Heising-Simons; Comissão Francesa de Energias Alternativas e Energia Atômica (CEA); o Conselho Nacional de Ciência e Tecnologia do México; o Ministério da Ciência, Inovação e Universidades da Espanha; e instituições membros do DESI. Os cientistas da DESI têm a honra de ter permissão para realizar pesquisas astronômicas em Iolkam Du'ag (Kitt Peak), uma montanha com significado especial para a nação de Tohono O'odham. Veja a lista completa das instituições colaboradoras da DESIe saiba mais sobre o DESI aqui: www.desi.lbl.gov .
Fundado em 1931, com a crença de que os maiores desafios científicos são mais bem enfrentados pelas equipes, o Laboratório Nacional Lawrence Berkeley e seus cientistas foram reconhecidos com 13 prêmios Nobel. Hoje, os pesquisadores do Berkeley Lab desenvolvem soluções sustentáveis de energia e ambientais, criam novos materiais úteis, avançam as fronteiras da computação e sondam os mistérios da vida, da matéria e do Universo. Cientistas de todo o mundo confiam nas instalações do laboratório para sua própria ciência de descoberta. O Berkeley Lab é um laboratório nacional multiprograma, gerenciado pela Universidade da Califórnia para o Escritório de Ciências do Departamento de Energia dos EUA.
O Departamento de Ciência do DOE é o maior apoiador da pesquisa básica em ciências físicas nos Estados Unidos e está trabalhando para enfrentar alguns dos desafios mais prementes do nosso tempo. Para mais informações, visite science.energy.gov .
O Laboratório Nacional de Pesquisa em Astronomia Ótica-Infravermelha da National Science Foundation , o centro americano de astronomia ótica por infravermelho terrestre, opera várias instalações de pesquisa, incluindo o Kitt Peak National Observatory (KPNO). O Laboratório é operado pela Associação de Universidades de Pesquisa em Astronomia (AURA) sob um acordo de cooperação com a Divisão de Ciências Astronômicas da NSF.
A National Science Foundation ( NSF ) é uma agência federal independente criada pelo Congresso em 1950 para promover o progresso da ciência. A NSF apóia pesquisas básicas e pessoas para criar conhecimento que transforma o futuro.
A Fundação Heising-Simons é uma fundação familiar com sede em Los Altos, Califórnia. A Fundação trabalha com seus muitos parceiros para promover soluções sustentáveis em clima e energia limpa, permitir pesquisas inovadoras em ciências, aprimorar a educação de nossos alunos mais jovens e apoiar os direitos humanos de todas as pessoas.
A Fundação Gordon e Betty Moore , criada em 2000, busca promover a conservação ambiental, o atendimento ao paciente e a pesquisa científica. O Programa de Ciência da Fundação visa causar um impacto significativo no desenvolvimento de pesquisas científicas provocativas e transformadoras e aumentar o conhecimento em áreas emergentes.
O Science and Technology Facilities Council faz parte do Reino Unido Research and Innovation - o órgão do Reino Unido que trabalha em parceria com universidades, organizações de pesquisa, empresas, instituições de caridade e governo para criar o melhor ambiente possível para a pesquisa e inovação florescerem. O STFC financia e apóia pesquisas em física nuclear e de partículas, astronomia, pesquisa gravitacional e astrofísica e ciência espacial e também opera uma rede de cinco laboratórios nacionais, além de apoiar a pesquisa do Reino Unido em várias instalações internacionais de pesquisa, incluindo CERN, FERMILAB e ESO telescópios no Chile. A STFC mantém o Reino Unido na vanguarda da ciência internacional e possui um amplo portfólio científico e trabalha com as comunidades acadêmicas e industriais para compartilhar seus conhecimentos.
Fundado em 1958 e visando a vanguarda da ciência astronômica, o Observatório Astronômico Nacional da Academia Chinesa de Ciências (NAOC) realiza estudos astronômicos de ponta, opera grandes instalações nacionais e desenvolve inovações tecnológicas de ponta.
Fonte: Berkeley LAB / (510) 520-0843 / 28-10-2019
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HélioR.M.Cabral (Economista,
Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).
Membro da Society for
Science andthePublic (SSP) e assinante de conteúdoscientíficos da NASA
(NationalAeronauticsand Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa
do projeto S`CoolGroundObservation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (CloudsandEarth´sRadiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica
Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The GlobeProgram / NASA
GlobeCloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela
NationalOceanicandAtmosphericAdministration (NOAA) e U.S DepartmentofState.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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