'Time Machine'有5,000个机器人眼睛来探索黑能量


Desi的5,000个光谱“眼睛”可以覆盖比满月大约38倍的天空,如Desi的焦平面上的夜空(顶部)的覆盖层所见。这些机器人控制的眼睛中的每一个都可以在单个物体上固定光纤电缆以收集其光(红色圆圈标记单个定位器的位置)。由单个光纤电缆从三角形星系中的小区域收集的聚集的光被分成频谱(底部),该光谱(底部)露出星系中存在的元素的指纹,并有助于测量到银河系的距离。这里显示的测试谱目2019年10月22日由Desi收集。

安装在亚利桑那州望远镜上的新仪器,于2019年10月22日在夜空中瞄准了5,000颗光纤“眼睛”的机器人阵列,捕获了第一个显示其独特的星系光视图的图像。

这是暗能谱仪器的第一次测试,称为Desi,现在几乎完成。已久的仪器旨在探索暗能的神秘,占宇宙的68%,并加快了其扩张。

Desi的组件旨在自动点击预选的星系组,收集光线,然后将光线分成狭窄的颜色带,以精确地映射到距离地球的距离,并衡量随着这种光线的宇宙扩大的距离。在理想的条件下,Desi每20分钟可以通过每20分钟循环一次新的5,000个星系。

“Desi将是真正的变革。它将允许我们回到11亿年,并以前所未有的精确度来衡量古老的光线。结果将是我们对黑能的理解的一大跨越。“ - Risa Wechsler.

“经过十年的规划和研发,安装和装配后,我们很高兴Desi很快就开始探索了解开了黑暗能源的谜团,”能源劳伦斯伯克利国家实验室德国国家实验室·罗基国家实验室的迈克尔列维说对于Desi的建筑和运营。“大多数宇宙的物质和能量都是黑暗的,未知的,下一代实验如Desi是我们最好的选择解开这些谜团。”


前Desi Spokesperson Risa Wechsler和Desi项目导演Michael Levi看着Mayall望远镜,2019年8月的安装时,请查看深色能谱仪器。

Risa Wechsler,前发言人的Desi合作和Kavli粒子天体物理学和宇宙学主任(Kipac)表示,“看到仪器成为现实,并为其数据做好准备,这非常令人兴奋。desi将是真正的变革。它将允许我们回到11亿年,并以前所未有的精确度来衡量古老的光线。结果将是我们对黑能的理解的一大跨越。“

Desi合作在13个国家的75个国家的近500名研究人员中参与了近500个研究人员,其中包括来自Kipac的科学家,该公司是Doe的Slac国家加速器实验室和斯坦福大学的联合研究所。最新里程碑标志着在2020年初正式观察开始前的Desi最终测试的开始。

学习黑能量的时间机器

像强大的时间机器一样,Desi将深入对待宇宙的婴儿期和早期发展,以创造宇宙最详细的3D地图。

通过反复将距离天空中的三分之一的三分之一的3500万个星系和240万类商品映射到它的五年奔跑,Desi将为我们提供更多关于黑暗能量的信息。特别是,在宇宙中最亮的物体中的Quasars - 活跃的星系 - 将允许Desi深入了解宇宙的过去。

因此,Desi将提供宇宙扩展率的非常精确的测量。重力减缓了早期宇宙中的这种扩张速度,但黑暗能量一直负责加快扩张。

但Desi数据将超出确定宇宙扩展速率。它也会更轻松地阐明扩张如何影响星系和其他天体物理物体形式的方式和随时间的增长。

“以前,德尼将让我们衡量宇宙的某些属性,”奇普勒的Kipac研究科学家Chia-Hsun Chuang说。他在目前正在运行模拟暗能量影响的暗能量影响的杀菌声音振荡 - 在早期宇宙中声波引起的物质引起的物质密度波动的波动。

在天空中指向5,000'眼睛'

2018年2月在尼古拉斯U.在亚利桑那州图森附近的尼古拉斯U. Mayall望远镜开始安装Desi。

“随着Desi,我们将现代化的仪器与一台古老的望远镜结合起来,成为最先进的调查机器,”国家科学基金会国家光学 - 红外天文研究实验室Kitt Peak国家天文台主任Lori Allen表示。

在过去的18个月中,将Desi组件的Bevy运往地球机构的网站,并安装在望远镜上。


Desi完全安装的焦平面的视图,它具有5,000个自动机器人定位器,每台携带光纤电缆以收集星系的光线。

一个特定的技术杰作是Desi的焦平面,它带有5,000个机器人定位器,其在编排的“舞蹈”中旋转,以专注于史式星系。

这些小型机器人 - 每次握住围绕人发的平均宽度的光聚光光缆 - 用作Desi的“眼睛”。定位器需要大约10秒的速度旋转到新的靶向星系的新序列。凭借其前所未有的测量速度,Desi将映射到比以前的任何实验更多20倍。

包含半百万次近九百万的焦平面布置成一系列10个楔形花瓣,每个花瓣每个含有500个定位器和一点相机,以帮助望远镜引导,焦点和对齐(GFA系统)。KIPAC研究人员Kevin Reil和Aaron Roodman参与了GFA相机及其软件的开发和调试的各个方面。

Desi的圆形焦平面由10个楔形花瓣组成,每个花瓣每个保持500个机器人定位器,临时瞄准星系,通过薄的光纤电缆收集它们的光。

在基准峰的最近抵达之中是集光谱仪的集合,其被设计成将聚光的光分成数千个波长,以便允许观察到的星系的精确测量跨越广泛的颜色。

这些光谱仪允许Desi的机器人眼睛“看到”即使微弱的遥远的星系,旨在测量射频,这是从我们远离我们移动到更长的物体的颜色的转变,而是更长的波长。Redshift类似于消防车的声音的声音在远离我们时如何转向更低的音调。

“Desi是一个非常令人兴奋的项目,将利用这些红移来令人信服地测量Baryon声学振荡和黑暗能量,”Roodman说。“这也很令人兴奋,这些数据对来自下一代大型舞台调查望远镜的数据非常互补,这些数据将以其他方式测量黑能量的暗能。”他说,两种数据集合将为学习这种神秘的宇宙财产提供独特的机会。

现在已经安装了八个Desi谱仪,最后两次在年底前到达。将焦平面与位于望远镜下方的光谱仪连接,Desi配备了大约150英里的光纤电缆。

“这是一个非常令人兴奋的时刻,”Nathalie Palanque-Delabrouille说,Desi发言人和Astrophysics研究员,在法国替代能源和原子能委员会(CEA)参加了选择过程,以确定哪些星系和其他物体观察。“乐器就在那里。从一开始就是这一部分令人兴奋。“

Michigan大学的物理教授GregoryTarlé领导学生团队的组装机器人定位器和相关组件,表示,在项目中达到一个阶段,令人欣慰的是,所有Desi的复杂组件都在一起运作。UM总共提供了7,300个机器人定位器,包括备件。在生产山峰期间,球队每天搅拌约50个定位器。

现在,建筑物的艰苦工作在很大程度上,Tarlé说他期待着Desi发现。

“我想知道黑暗能量的本质是什么,”他说。“我们终于在真正试图了解这个主导宇宙的东西的性质。”

Desi,暗能谱仪器将动员5,000旋转机器人 - 每一个指向薄股光纤电缆 - 收集大约3500万条星系的光。小型机器人旨在修复一系列预选的天空物体,距离高达110亿光年。通过研究这些星系如何从美国漂移,Desi将提供精确测量宇宙扩大的加速率。(Desi Collaboration; Marilyn Chung / Berkeley Lab)

Desi由美国能源部科学厅提供支持;美国国家科学基金会;英国科技设施委员会;戈登和贝蒂摩尔基金会; Heising-Simons基金会;法国替代能源和原子能委员会(CEA);国家科技理事会墨西哥;西班牙经济部;和Desi成员机构。Desi科学家们很荣幸能够在Iolkam du'ag(Kitt Peak),一座山上对Tohono O'odham国家特别重要的山区进行天文学研究。

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