SAINS · TEKNO · WISATA · SEHAT

Awal Sukses Instrumen Spektroskopi Energi Gelap

Posted On: 2021-08-16 08:18:57

Kolaborasi internasional, di bawah naungan Berkeley Lab, bertujuan untuk peta 3D alam semesta, mengungkap 'energi gelap' yang misterius.

Pencarian lima tahun untuk memetakan alam semesta dan mengungkap misteri "energi gelap" dimulai secara resmi pada 17 Mei, di Observatorium Nasional Kitt Peak dekat Tucson, Arizona. Untuk menyelesaikan pencariannya, Instrumen Spektroskopi Energi Gelap ( DESI ) akan menangkap dan mempelajari cahaya dari puluhan juta galaksi dan objek jauh lainnya di alam semesta.

Gambar: 3.bp.blogspot.com

DESI adalah kolaborasi sains internasional yang dikelola oleh Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) Departemen Energi dengan pendanaan utama untuk konstruksi dan operasi dari Kantor Sains DOE.

Dengan mengumpulkan cahaya dari sekitar 30 juta galaksi, ilmuwan proyek mengatakan DESI akan membantu mereka membangun peta 3D alam semesta dengan detail yang belum pernah terjadi sebelumnya. Data akan membantu mereka lebih memahami gaya tolak yang terkait dengan "energi gelap" yang mendorong percepatan perluasan alam semesta melintasi jarak kosmik yang luas.

Jim Siegrist, Associate Director for High Energy Physics di DOE, mengatakan, “Kami sangat senang melihat dimulainya DESI, proyek energi gelap generasi pertama yang memulai survei sainsnya. Kami juga mengucapkan selamat kepada Berkeley Lab, yang terus meningkatkan kemampuan kami untuk mempelajari sifat energi gelap, sejak memimpin penemuan awal pada tahun 1999. Berkeley Lab DOE berhasil memimpin tim DESI 13 negara, termasuk kontribusi pemerintah AS, swasta dan internasional, dalam desain, fabrikasi, dan commissioning spektrograf multi-objek utama dunia. Kolaborasi antar lembaga yang kuat dengan NSF telah memungkinkan DOE untuk menginstal dan mengoperasikan DESI pada teleskop Mayall mereka, yang diperlukan untuk melakukan eksperimen luar biasa ini. Seiring dengan misi utamanya untuk studi energi gelap,kumpulan data akan digunakan oleh komunitas ilmiah yang lebih luas untuk banyak studi astrofisika.”

Apa yang membedakan DESI dari survei langit sebelumnya? Direktur proyek, Michael Levi dari Berkeley Lab, mengatakan, “Kami akan mengukur spektrum galaksi 10 kali lebih banyak daripada yang pernah diperoleh. Spektrum ini memberi kita dimensi ketiga.” Alih-alih gambar dua dimensi galaksi, quasar, dan objek jauh lainnya, jelasnya, instrumen itu mengumpulkan cahaya, atau spektrum, dari kosmos sehingga “menjadi mesin waktu di mana kita menempatkan objek-objek itu pada garis waktu yang mencapai sejauh kembali seperti 11 miliar tahun yang lalu.”

“DESI adalah instrumen generasi baru yang paling ambisius yang bertujuan untuk lebih memahami kosmos – khususnya, komponen energi gelapnya,” kata juru bicara proyek Nathalie Palanque-Delabrouille, seorang ahli kosmologi di Energi Alternatif dan Komisi Energi Atom Prancis (CEA). ). Dia mengatakan program ilmiah - termasuk minatnya sendiri pada quasar - akan memungkinkan para peneliti untuk menjawab dengan tepat dua pertanyaan utama: apa itu energi gelap; dan sejauh mana gravitasi mengikuti hukum relativitas umum, yang membentuk dasar pemahaman kita tentang kosmos.

“Merupakan perjalanan panjang dari langkah pertama yang kami ambil hampir satu dekade lalu untuk merancang survei, kemudian memutuskan target mana yang akan diamati, dan sekarang memiliki instrumen sehingga kami dapat mencapai tujuan sains tersebut,” Palanque-Delabrouille, dikatakan. “Sangat menarik untuk melihat di mana kita berdiri hari ini.”

Awal resmi dari survei lima tahun DESI mengikuti uji coba empat bulan dari instrumentasi kustomnya yang menangkap empat juta spektrum galaksi – lebih banyak dari hasil gabungan semua survei spektroskopi sebelumnya.

Instrumen DESI dipasang pada Teleskop 4 meter Nicholas U. Mayall di Observatorium Nasional Kitt Peak. Observatorium Nasional Kitt Peak adalah program dari National Science Foundation (NSF) NOIRLab, yang mengizinkan Departemen Energi untuk mengoperasikan Teleskop Mayall untuk survei DESI. Instrumen ini mencakup optik baru yang meningkatkan bidang pandang teleskop dan mencakup 5.000 serat optik yang dikendalikan secara robotik untuk mengumpulkan data spektroskopi dari jumlah objek yang sama di bidang pandang teleskop.

“Kami tidak menggunakan teleskop terbesar,” kata David Schlegel dari Berkeley Lab, ilmuwan proyek DESI. “Instrumennya lebih baik dan sangat multipleks, artinya kami dapat menangkap cahaya dari banyak objek berbeda sekaligus.”

Faktanya, teleskop “secara harfiah menunjuk 5.000 galaksi berbeda secara bersamaan,” kata Schlegel. Pada malam tertentu, jelasnya, saat teleskop dipindahkan ke posisi target, serat optik sejajar untuk mengumpulkan cahaya dari galaksi saat dipantulkan dari cermin teleskop. Dari sana, cahaya dimasukkan ke bank spektrograf dan kamera CCD untuk diproses dan dipelajari lebih lanjut.

“Ini benar-benar sebuah pabrik yang kami miliki – sebuah pabrik spektrum,” kata pemimpin validasi survei, Christophe Yeche, juga seorang ahli kosmologi di CEA. “Kami dapat mengumpulkan 5.000 spektrum setiap 20 menit. Di malam yang baik, kami mengumpulkan spektrum dari sekitar 150.000 objek.”

“Tapi bukan hanya perangkat keras instrumen yang membawa kami ke titik ini – itu juga perangkat lunak instrumen, sistem saraf pusat DESI,” kata Klaus Honscheid, profesor fisika di Ohio State University yang mengarahkan desain kontrol dan pemantauan instrumen DESI. sistem. Dia memuji banyak orang dalam kelompoknya dan di seluruh dunia yang telah membangun dan menguji ribuan suku cadang DESI, yang sebagian besar unik untuk instrumen tersebut.

Spektrum yang dikumpulkan oleh DESI adalah komponen cahaya yang sesuai dengan warna pelangi. Karakteristiknya, termasuk panjang gelombang, mengungkapkan informasi seperti komposisi kimia objek yang diamati serta informasi tentang jarak dan kecepatan relatifnya.

Saat alam semesta mengembang, galaksi-galaksi menjauh satu sama lain, dan cahayanya bergeser ke panjang gelombang yang lebih panjang dan lebih merah. Semakin jauh galaksi, semakin besar “pergeseran merah”nya. Dengan mengukur pergeseran merah galaksi, peneliti DESI akan membuat peta 3D alam semesta. Distribusi rinci galaksi di peta diharapkan menghasilkan wawasan baru tentang pengaruh dan sifat energi gelap.

“Energi gelap adalah salah satu pendorong sains utama untuk DESI,” kata juru bicara proyek Kyle Dawson, seorang profesor fisika dan astronomi di University of Utah. “Tujuannya bukan untuk mengetahui berapa banyak – kita tahu bahwa sekitar 70% energi di alam semesta saat ini adalah energi gelap – tetapi untuk mempelajari sifat-sifatnya.”

Alam semesta mengembang pada tingkat yang ditentukan oleh kandungan energi totalnya, jelas Dawson. Saat instrumen DESI melihat ke luar ruang dan waktu, dia berkata, “kita benar-benar dapat mengambil foto hari ini, kemarin, 1 miliar tahun yang lalu, 2 miliar tahun yang lalu – sejauh mungkin ke masa lalu. Kami kemudian dapat mengetahui kandungan energi dalam foto-foto ini dan melihat bagaimana hal itu berkembang.”

DESI didukung oleh DOE Office of Science dan oleh National Energy Research Scientific Computing Center, sebuah fasilitas pengguna DOE Office of Science. Dukungan tambahan untuk DESI diberikan oleh Yayasan Sains Nasional AS, Dewan Fasilitas Sains dan Teknologi Inggris, Yayasan Gordon dan Betty Moore, Yayasan Heising-Simons, Komisi Energi Alternatif dan Energi Atom Prancis (CEA), Dewan Nasional Sains dan Teknologi Meksiko, Kementerian Ekonomi Spanyol, dan oleh lembaga-lembaga anggota DESI.

Kolaborasi DESI merasa terhormat untuk diizinkan melakukan penelitian ilmiah di Iolkam Du'ag (Puncak Kitt), sebuah gunung yang sangat penting bagi Bangsa Tohono O'odham.

ARTIKEL TERBARU

NagaNews.Net © 2021