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Dark Energy Spectroscopic Instrument

O Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) é um levantamento dedicado a observações espectroscópicas de dezenas de milhões de objetos para o estudo da energia escura. As observações, realizadas com o telescópio Mayall de 4m do Kitt Peak National Observatory, começaram oficialmente em 17/05/2021 e devem continuar por cinco anos.

Para atingir os objetivos científicos, foi construída uma lente corretora que permitirá um campo de visão de 8 graus quadrados. Além disso, foi desenvolvido um espectrógrafo de média resolução com três divisores de luz, que encaminham os feixes para detectores no infravermelho, no vermelho óptico e no azul óptico. O instrumento possui um posicionador robótico de 5.000 fibras, configuráveis em menos de um minuto, o que permite uma alta cadência de observação e baixo overhead (figura 1). Essa combinação torna o DESI 15 vezes mais poderoso que o instrumento utilizado no levantamento BOSS.

Figura 1: Uma vista de um “pétala” do plano focal parcialmente montada com uma matriz de posicionadores robóticos, cada um conectado a um cabo de fibra óptica. O DESI possui 10 dessas “pétalas” e um total de 5.000 robôs que visam sequências separadas do céu individualmente. Créditos: Marilyn Chung.

Diferentes classes de objetos estão sendo utilizadas para mapear o Universo, obtendo espectros até redshifts de z∼3,5:

  • No intervalo z=0,4 a 1,0: serão observadas 4 milhões de galáxias vermelhas luminosas (Luminous Red Galaxies – LRGs);
  • No intervalo z=0,7 a 1,7: 23 milhões de galáxias com linhas de emissão (Emission Line Galaxies – ELGs);
  • No intervalo z=1,0 a 2,2: 1,4 milhão de quasares (Quasi-Stellar Objects – QSOs);
  • No intervalo z=2,2 a 3,5: 600 mil sistemas Lyman-alpha.

A área total do céu coberta pelas observações será de 14 mil graus quadrados, aproximadamente um terço de todo o céu. Este experimento de Fase IV, conforme definido pelo Dark Energy Task Force (DETF), é sem precedentes e propõe-se a estabelecer vínculos fortes sobre modelos de energia escura e de gravidade modificada. Além disso, em noites de Lua cheia, o sistema é utilizado para projetos de estudo da Via Láctea.

Figura 2: Esta imagem em fly-through retrata parte do “One-Percent Survey” realizado pelo Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI). Os pesquisadores obtiveram imagens detalhadas em 20 direções diferentes do céu, criando um mapa 3D de 700 mil objetos e cobrindo aproximadamente 1% do volume total que o DESI irá estudar. O levantamento principal do DESI está preenchendo as lacunas entre essas observações. Créditos: David Kirkby/colaboração DESI

Recentemente, foi estabelecida uma cooperação técnica entre o LIneA e o projeto DESI para o desenvolvimento da ferramenta Quick Look Framework (QLF), usada na avaliação dos 15.000 espectros obtidos em cada exposição da câmera. O protótipo desenvolvido pelo LIneA foi testado durante uma observação simulada no telescópio Mayall e serviu como base para o sistema atualmente em uso. Em reconhecimento a essa contribuição, a colaboração DESI concedeu seis vagas para pesquisadores brasileiros: duas para investigadores principais (PIs) e quatro para pós-doutores e estudantes.

Para mais informações sobre o projeto DESI, acesse: https://www.desi.lbl.gov