DESI recebe sinal verde para construção

31 de agosto de 2016 | LIneA

O Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI, ou em português Instrumento Espectroscópico da Energia Escura) vai alcançar um novo patamar no mapeamento 3D das estruturas do universo. Diferentemente do Dark Energy Survey (DES) que usa fotometria para mapear o universo e estimar a distância de centenas de milhões de galáxias, o DESI usa espectroscopia para mapear dezenas de milhões de galáxias com alta precisão. Como tudo na vida, existe um compromisso entre quantidade e qualidade. É muito mais complicado e caro obter espectros do que imagens – que aliás são necessárias para se obter os alvos da espectroscopia – e dessa forma complementares. Enquanto o DES já está em operação, produzindo uma visão ampla do universo, sua câmera DECam também é utilizada pelo DECam Legacy Survey para prover alvos – galáxias e quasares – para o DESI, que em poucos anos vai nos dar uma visão das estruturas no universo muito mais detalhada do que qualquer levantamento fotométrico em curso ou planejado para os próximos anos.

O DESI passou por alguns desafios para chegar em seu estado atual de desenvolvimento. Ele é resultado da fusão de dois projetos que se propunham a construir instrumentos similares, DESpec e BigBOSS, esse último uma extensão do projeto BOSS, que observa o espectro de galáxias através de 1.000 fibras encaixadas em furos de uma placa metálica em um processo manual que depende de pessoas gerando as posições do furos, manuseando as placas em grandes maquinários que realizam os furos, e finalmente, encaixando manualmente as fibras nas placas (Figura 1, esquerda) em adaptadores que são instalados a cada exposição no telescópio de 2,5 metros do Observatório de Apache Point (Figura 1, direita).

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Figura 1 – Encaixe manual de fibras nas placas do SDSS. (esquerda). Adaptador de fibras sendo conduzido ao telescópio para ser encaixado. (direita, Crédito: Blog do SDSS)

O DESI vai usar um novo espectrógrafo no telescópio Mayall de 4 metros, em Kitt Peak, para observar 5.000 objetos por exposição. Realizar todo o procedimento manual descrito acima para 5.000 fibras se torna proibitivo se queremos conduzir o projeto com eficiência. Uma alternativa, já explorada em uma escala bem menor por outros projetos, como o 6dF, é usar robôs.

Como um espectrógrafo robótico desse tamanho nunca havia sido construído antes, a equipe do DESI montou um protótipo, o ProtoDESI, que acabou de ser instalado no telescópio Mayall para uma temporada de dois meses de testes. O ProtoDESI contem 10 pequenos robôs cilíndricos, encaixados em uma montagem diferente da do DESI, onde as fibras são encaixadas em “pétalas” (Figura 2).

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Figura 2 – Os 10 robozinhos cilíndricos na montagem do ProtoDESI (painel superior) e nas “pétalas” do DESI (painel inferior) (Crédito: LBL)

Um dos testes principais desse protótipo é a movimentação dos robozinhos, que precisa ser cuidadosamente coreografada para que eles não se choquem, como visto no vídeo abaixo.

Como vimos para o LSST em uma notícia anterior, esses grandes projetos astronômicos passam por várias avaliações antes de terem seu orçamento final aprovado.

O DESI acabou de alcançar o CD-3, a última etapa, quando é liberado o orçamento para as grandes partes do projeto, como os 5.000 robozinhos que irão guiar as fibras responsáveis por alimentar o espectrógrafo com luz das estrelas, galáxias, e quasares. Outra parte importante a ser executada agora é a fabricação do conjunto de 6 grandes lentes de cerca de 1,1 metros que irão compor o corretor óptico.

O LIneA participa do projeto DESI através de uma cooperação técnica para o desenvolvimento da ferramenta “Quick Look Framework” (QLF) a ser usada na avaliação de 15.000 espectros (5.000 espectros em 3 faixas distintas do espectro eletromagnético) obtidos em cada exposição da câmera.

Mais informações (em inglês):

http://www.kavlifoundation.org/kavli-news/3-d-galaxy-mapping-project-enters-construction-phase#.V7ccbq5_xnT

http://newscenter.lbl.gov/2016/06/13/galaxy-seeking-robots-test-run/

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