טלסקופ בן 45 עומד לקבל שדרוג היי-טק שיאפשר לו לחפש תשובות לשאלות המביכות ביותר באסטרונומיה, כולל קיומה של אנרגיה אפלה, כוח בלתי נראה היפותטי שעשוי להניע את התרחבותה של היקום.
טלסקופ ניקולאס U. Mayall באריזונה נסגר בתחילת השבוע להתכונן להתקנת מכשיר בן 9 טונות שיכלול 5,000 רובוטים בגודל עיפרון המכוונים חיישני סיבים אופטיים לגלקסיות רחוקות.
כל 20 דקות הרובוטים המסתובבים יתמקמו מחדש בכדי לאפשר למכשיר - שנקרא הכלי הספקטרוסקופי של האנרגיה האפלה (DESI) - לתפוס חלק חדש מהשמיים. עשרה מכשירים חזקים במיוחד הנקראים ספקטרוגרפים ינתחו אז את האור מהעצמים הרחוקים שנתפסו על ידי החיישנים וייצרו את מה שתואר כמפת התלת-ממד הגדולה והמפורטת ביותר של היקום עד כה.
בהצהרה נמסר ג'וזף זילבר, מהנדס פרויקטים של DESI שעובד במעבדת לורנס ברקלי באוניברסיטת קליפורניה, "התחלנו עם תכנון רעיוני עבור המכשיר בשנת 2010. "זה מבוסס על מדע שנעשה במכשיר הסקר הספקטרוסקופי Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS). אבל הכל נעשה באופן רובוטי במקום באופן ידני."
מכשיר BOSS במצפה הכוכבים אפאצ'י פוינט בניו מקסיקו כולל 1,000 סיבים אופטיים שיכולים לאתר אותות אור מהגלקסיות העמומות והרחוקות ביותר. עבור DESI, המהנדסים השתמשו בסיבים רבים פי חמישה. חוקרי BOSS צריכים להשתמש בלוחות מתכת עם חורים קדוחים בקפידה בכדי לכוון את הסיבים האופטיים לעבר מטרותיהם. על כל חלק בשמיים שהם רוצים לצלם, המהנדסים צריכים ליצור לוחות חדשים ולהעלות אותם על הטלסקופ. במקרה של DESI, הרובוטים יעשו את כל העבודה הקשה, ויעלו משמעותית את מהירות הסריקה, כך אמרו החוקרים.
"יש 5,000 רובוטים בודדים, וכל אחד מהם נוהג בסיב אופטי אחד", אמר סילבר ל- Live Science. "לאחר מכן מועבר הסיב האופטי כחמישים מטרים במורד הטלסקופ לחדר נפרד בו מותקנים מכשירי הספקטרוגרף הגדולים והרגישים הללו."
על ידי מדידת האופן בו משתנה אורך הגל של האור המגיע מגילוי גלקסיות רחוקות (או כל אובייקט שמימי) החוקרים יוכלו להבין עד כמה הם רחוקים וכמה מהר הגלקסיות מתרחקות. כאשר אובייקט מתרחק מאיתנו האור שלו נע לעבר החלק האדום של ספקטרום האור (אורך גל ארוך יותר), וזו הסיבה שזה נקרא משמרת אדומה.
קנה המידה והמורכבות של המפה יסייעו למדענים להבין כיצד אנרגיה כהה וכבידה התמודדו לאורך התפתחות היקום. אנרגיה אפלה היא הכוח שעדיין לא הוכח המתחרה בכוח הכבידה וגורם להתפשטותה המואצת של היקום. ההערכה היא כי האנרגיה האפלה מהווה עד 68 אחוז מסך האנרגיה הקיימת ביקום.
הרגישות של המכשיר תאפשר לאסטרונומים לראות גלקסיות כה מרוחקות עד שאורם נוסע לכדור הארץ מיליארדי שנים רבות. החוקרים אמרו כי המכשיר, על ידי בחינת כמה זמן לוקח לאור להגיע אליו, יאפשר להם לראות חזרה לפני 11 מיליארד שנה.
"אחת הדרכים העיקריות בהן אנו לומדים על היקום הבלתי נראה היא על ידי השפעותיו העדינות על אשכול הגלקסיות," אמר דובר שיתוף פעולה של דסי, דניאל אייזנשטיין מאוניברסיטת הרווארד. "המפות החדשות של DESI יספקו רגישות חדשה ויפה להפליא במחקר הקוסמולוגיה שלנו."
במהלך חמש שנות הפעילות המתוכננות שלה, DESI תמדוד מהירות של כ -30 מיליון גלקסיות וקוואזרים - חורים שחורים סופר-מסיביים המוקפים בדיסק של חומר מקיף, לדברי ברנה פלוגהר, מדענית פרויקטים של DESI המובילה את המחלקה לאסטרופיזיקה במאיץ הלאומי של פרמי. מעבדה.
"במקום אחד בכל פעם, נוכל למדוד את המהירות של 5,000 גלקסיות בכל פעם", אמרה.
המכשיר, שיתוף פעולה בין 71 מוסדות מחקר, יתפוס יותר פי עשרה נתונים מקודמו, BOSS.
מנהל הפרויקט של DESI, מייקל לוי, ממעבדה לאומית לורנס ברקלי (מעבדת ברקלי), המוביל את הפרויקט, אמר כי "הפרויקט הזה עוסק בהפקת כמויות אדירות של נתונים. החוקרים ישתמשו בנתונים בהדמיות מחשב של יקומים.
זילבר וצוותו כבר ייצרו 3,000 רובוטי מיצוב והתקינו אותם לעלי כותרת בצורת טריז שישובצו במישור המוקד של הכלי. שש העדשות של DESI עוברות כעת טיפול סופי באוניברסיטת קולג 'בלונדון והן יישלחו לארה"ב באביב הקרוב כדי שתוכל להתקין את הרכיבים.
DESI צפויה לבצע את המדידות הראשונות שלה באביב 2019.
