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暗能谱仪器将衡量超过3000万条星系和Quasars

2021-06-23 19:50:07来源:

暗能谱仪器(DESI)将安装在KITT PEAT国家天文台的4米可伸缩望远镜上。它将收集3000万个星系和Quasars的光谱,以制作宇宙的最大3D地图。(图像R. Lafever和J. Moustakas,Desi Collaboration)

暗能谱仪器已将其存档第二大型里程碑,批准批准2(CD-2)授权该项目的科学范围,日程表和资助概况。

Desi,暗能谱仪器,是一种特殊的仪器,旨在改善我们对宇宙扩展历史中暗能量的作用的理解;它将通过衡量超过3000万条星系和Quasars的红移,以前所未有的精度来实现这一点。美国能源部宣布批准批准关键决定2(CD-2),授权该项目的科学范围,日程表和资助概况。

两百物理学家和天文学家弥补了国际Desi合作,该协作是位于Doe的劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)。使用Desi的红移数据,他们将创建一个宇宙的三维地图,在空间和时间内达到更深,而不是所做的。地图将揭示暗能量和重力如何随着时间的推移而竞争,以塑造宇宙的结构 - 既有规模的星系和暗物质的常规聚类,以及史式星系的特殊运动。

Berkeley Lab的物理部门Desi Director迈克尔列维说,“我们将研究四种目标来聚集一个连续的红移范围:附近的明亮星系到红移0.4;发光的红星系到红移1;排放线星系到红移1.6;而且非常遥远的Quasars一直到Redshift 3.5。“

红移,从字面上转向遥远的天文对象的频谱到更长(冗长)波长,是直接测量延伸的空间,而光线从物体到观察者。红移越大,旧的对象。为了捕捉到12亿年前的旅程 - 与3.5的红移相对应的灯光,当宇宙不到1岁的时候,它现在的时代 - Desi仪器将安装在Kitt Peak国家天文台的4米可口望远镜上亚利桑那州图森附近。

Desi的深空科学

哈佛大学丹尼尔艾森斯坦和斯坦福大学和斯坦福大学斯坦福大学国家加速实验室的瑞萨·威斯勒以及Desi协作的发言人。Eisenstein说,“Desi旨在使用从前40万年的宇宙中的声波的化石印记” - 作为宇宙微波背景辐射(CMB)的温度变化模式 - “研究今天的神秘组成宇宙。”

那些温度差异地图密度(声波)的早期变化,随后在整个空间的经常间隔内演化到星系,夜间气体和暗物质的聚类中。被称为Baryon声学振荡(BaO),这些定期间隔的聚类是随着时间的推移尺寸的尺寸尺寸的尺寸尺寸,以便在一个端接允许对暗能对膨胀作用的直接测量措施。

狼队说宝是德斯能做什么的开始。 “因为大量积累对史式星系的重力效应,被称为红班速度的扭曲,Desi还可以测试一般相对论的准确性,爱因斯坦的重力理论。”

在相关的调查中,Desi将“衡量”中微子在宇宙中的总质量,具有良好的学习机会,其中三种已知种类中的中微子是最重的。Desi还将比较通胀时代的模型,当宇宙在大爆炸后第二次的速度呈指数上呈指数级呈指数级呈指数级展开,使其在组成中非常均匀。

用3D描绘宇宙

Desi的技术与其科学一样有趣。国家科学基金会(NSF)4米的距离国家光学天文学天文台(诺瓦)经营的4米可能的望远镜于20世纪70年代初完成,最近推荐用于刺激植物。然后,NSF使DOE可以在望远镜上安装DESI光谱仪。

“梅尔尔望远镜是像战舰一样建造的,”伯克利实验室的物理司总监纳塔莉罗伊说,德斯利执行委员会成员。望远镜的移动重量是375吨,它是“如此精心设计,它可以支持这种非常重的新仪器” - 重量五吨 - “在空中悬挂在那里。”

Desi光谱仪将升级这艘旧的战舰以实现世界领先的能力。望远镜的顶端将用Desi的光学校正器和焦平面系统代替。校正器的六个玻璃镜片,每个仪表都会将来自现有的4米镜的光聚焦到新的焦平面上。镜片由戈登和贝蒂摩尔基金会和Heising-Simons基金会资助。

焦平面,直径八分之一的仪表,将包括5,000个小的机器人臂,每个机器人臂都是握住光纤。紧密包装的机器人定位光纤端部以捕获单个星系或Quasar的光谱。在15到20分钟的曝光后,望远镜旨在造成一系列新的天空;机器人在不到一分钟内旋转并重新定位成千上万的纤维。

“自从Desi首次提出以来,多年来我留下了什么深刻的印象是,仪器的技术能力甚至比我们希望的更好,”伯克利实验室的大卫·舒尔格尔说。Fermi国家加速器实验室的Schlegel和Brenna Flaugher是Desi的项目科学家。“例如,机器人定位器的最终设计非常少量移动部分 - 大约25个部分,只有两个关键连接。”

弗劳治说,“明年我们将在Mayall望远镜上安装一个小型版本的小型版本,有10个光纤定位器。它将让我们测试我们在星系目标的纤维上瞄准纤维的能力,以使目标保持在焦点和纤维上,因为望远镜追踪天空。“

Desi Redshift调查将丰富地补充Doe对黑暗能源的兴趣的其他方面,包括与持续的黑暗能量调查这样的成像调查中与NSF的伙伴关系,它在智利的Blanco望远镜上使用了黑暗能源相机(Mayall望远镜的南美南美双胞胎)和智利建设的大型舞蹈调查望远镜,其运行计划于2021年开始。Desi将其遗产追溯到Sloan数字天空调查的Baryon振荡光谱调查(BOSS),但在接受调查的空间数量和空间数量,Desi将比老板大10倍。

Desi的关键和未来的成功是其强大的科学合作,由许多组织,其中31所大学和18名政府和私人机构,美国和外国,包括五个Doe国家实验室。DOE和NSF将很快开始联合支持Mayall望远镜操作,准备工作和Desi仪器的安装。从2019年度开始,DOE将在整个五年的Desi调查中支持望远镜的全部运作。