Новий телескоп готовий розпочати пошук відповідей для пояснення темної енергії

DESI 1

У 2015 році почалося будівництво нового приймача під назвою Спектроскопічний прилад темної енергії (Dark Energy Spectroscopic Instrument, DESI). Цього року за його допомогою астрономи розпочнуть п’ятирічну спостережну програму чи місію. Її мета? Створити 3D мапу Всесвіту з досі небаченою деталізацією, що показує розподіл речовини.

Ця докладна мапа дасть змогу астрономам досліджувати важливі аспекти космології, зокрема темну енергію та її роль у розширенні Всесвіту.

DESI — це співпраця між кількома країнами: США, Великобританія, Франція, Іспанія та Мексика. Левову частку грошей виділило Міністерство енергетики США. Зробили також внесок кілька інших установ та фондів. DESI є потужним спектрографом, і його створюють для діючого 4-метрового телескопа Мейалла в обсерваторії Піт Кітт в Аризоні.

DESI — це 5000 окремих роботів, розміром з олівець. Кожен з них управляє одним оптичним волоконним «оком», а вони разом охоплюють діапазон електромагнітного спектра з довжинами хвиль від 360 нм до 980 нм. Приймач буде «бачити» ближнє ультрафіолетове випромінювання, все видиме світло і ближнє інфрачервоне випромінювання.

DESI 2На цьому зображенні показаний спектр, утворений одним із 5000 волоконно-оптичних очей DESI. Об’єкт — M33, Галактика Трикутника. Спектр вказує на присутність певних елементів і допомагає виміряти відстань до галактики. Фото з сайту www.universetoday.com.

Після того, як DESI стане до ладу, кожне з 5000 його очей буде спостерігати одну заздалегідь дібрану галактику. За найкращих умов, він отримуватиме набір з 5000 спостережень за галактикою кожні дві хвилини, перш ніж телескоп перейде до спостережень наступного об’єкта.

За п’ять років роботи DESI неодноразово вимірюватиме відстань до тих самих 35 мільйонів галактик і 2,4 мільйона квазарів, що охоплюють близько третини неба. Наприкінці програми спостереження астрономи отримають мапу розширення цієї частини Всесвіту протягом п’ятирічного періоду.

«Після десятиліття планування, розробок, монтажу та складання, ми раді, що DESI може незабаром розпочати свої пошуки, щоб розгадати таємницю темної енергії», — сказав директор DESI Майкл Леві (Michael Levi).

DESI 3У фокусній площині DESI вміщено 5000 робототехнічних, волоконно-оптичних «очей». Фото з сайту www.universetoday.com.

Роки тому програма «Космічні рубежі» Міністерства енергетики США визначила потребу виконати спектроскопічне дослідження великої ділянки небесної сфери, і DESI, нарешті, дасть змогу це зробити. На веб-сайті DESI сказано, що новий інструмент «виконає нові вимірювання, які можуть дати змогу обмежити теорії модифікованої сили тяжіння та інфляції і встановити межу для маси нейтрино».

Завдання DESI — аналізувати світло, яке кожне його око збирає з далекої галактики чи квазару. Світло від цих галактик вийшло давно, тому в певному сенсі DESI озирається назад у часі. Деякі його цілі надіслали свій «сигнал» 12 мільярдів років тому.

Кожна з цілей DESI має відбиток баріонних акустичних осциляцій (Baryonic Acoustic Oscillations, BAO). Це коливання густини баріонної або «нормальної» речовини. Ці коливання можуть бути космологічною «лінійкою», подібно до того, як стандартні свічки (спалахи наднових типу Іа — Ред.) використовують для вимірювання відстані. Але для розшифрування інформації в цих ВАО потрібно детальне вимірювання спектрів кожної цілі. Ці спектри планують використати для побудови великої тривимірної мапи третини неба, що є головною метою програми DESI. Ця мапа розкриє історію розширення Всесвіту, яке нині прискорює темна енергія.

DESI 4Всесвіт розширюється, але швидкість розширення не постійна. Близько 7,5 мільярдів років тому темпи розширення прискорилися. Причини цього невідомі, але відповідальну за це силу називають темною енергією. Фото з сайту www.universetoday.com.

«Вітаємо команду DESI США та міжнародних лабораторій та університетів з тим, що вони розробили цей дивовижний, найсучасніший спектроскопічний інструмент», — сказала Кетлін Тернер (Kathleen Turner), керівник програми DESI в Управлінні фізики високих енергій Міністерства енергетики США. «Ми всі з нетерпінням чекаємо використання надвисокої точності DESI для складання мапи розширення Всесвіту з часом».

«Це кульмінація 10-річної наполегливої праці неймовірно відданої і талановитої команди та головне досягнення для всіх, хто бере в ній участь», — сказав директор DESI Майкл Леві.

«Галактики не розкидані випадковим чином у просторі, а натомість утворюють складний узор, з якого ми можемо дізнатися про склад та історію Всесвіту. Безпрецедентні карти від DESI дозволять нам виміряти, як Всесвіт розширився з часом, і побачити, як сила тяжіння і темна енергія конкурують, щоб притягувати й відштовхувати матерію», — сказав професор Даніель Ейзенштейн з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики, який є одним із речників колаборації.

У березні стало зрозуміло, що пандемія коронавірусу вплине на DESI. Останній етап тестування приладу потрібно було зупинити. Але був єдиний шанс отримати одну останню велику партію спостережних даних, тому персонал DESI продовжив тестування. У середині березня DESI та обсерваторія Кіт-Пік були закриті, щоб стримати поширення коронавірусу.

Виявляється, ця остання партія тестових даних була останньою й ознаменувала етап завершення випробувань роботи приладу. Важливість тестових спостережень була в тому, що вони дали змогу операторам визначити «вузькі місця» та усунути їх. 11 травня федеральна консультативна рада ухвалила офіційне рішення про завершення випробувань. Тепер DESI готовий до спостережень. І після років роботи колектив, що стоїть за ним, прагне їх розпочати.

«Попередні результати від інструменту були дуже обнадійливими після багатьох років його розробки», — сказав Даніель Ейзенштейн. «Тепер вся наукова група прагне дізнатися, які дані DESI розширять наші знання про Всесвіт».

Всесвіт не може вічно приховувати свої таємниці.

За інф. з сайту www.universetoday.com

Докладніше про «Наше небо»

Це науково-популярний астрономічний інтернет-журнал для широкого загалу, створений у 2016 році. Назва «НАШЕ НЕБО» виникла у 1998 р. під час обговорення з директором Головної астрономічної обсерваторії Національної академії наук України академіком Я.С. Яцківим ідеї щодо заснування Київським республіканським планетарієм науково-популярного видання астрономічного змісту.

Упродовж 2006—2009 рр. я видавав малим накладом журнал «НАШЕ НЕБО.observer», а з 2010 р. веду блог «Ми і Всесвіт». Далі науково-популярні матеріали вміщуватиму головно на цьому сайті.

Іван Крячко

Написати електронний лист

Ви маєте змогу написати електронного листа з будь-якого питання щодо астрономії та інтернет-журналу «Наше небо»

Дякуємо за Вашу увагу до «Нашого неба»!

Please publish modules in offcanvas position.