Vova Krasen
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Um telescópio de 45 anos receberá uma atualização de alta tecnologia que permitirá a busca por respostas para as perguntas mais desconcertantes da astronomia, incluindo a existência de energia escura, uma força invisível hipotética que pode estar impulsionando a expansão de o universo.
O Telescópio Nicholas U. Mayall, no Arizona, foi fechado no início desta semana para se preparar para a instalação de um dispositivo de 9 toneladas que contará com 5.000 robôs do tamanho de lápis apontando sensores de fibra óptica para galáxias distantes.
A cada 20 minutos, os robôs giratórios se reposicionam para permitir que o instrumento - chamado de Instrumento Espectroscópico de Energia Escura (DESI) - capture uma nova porção do céu. Dez instrumentos extremamente poderosos chamados espectrógrafos irão então analisar a luz dos objetos distantes capturados pelos sensores e criar o que foi descrito como o maior e mais detalhado mapa 3D do universo até hoje. [Os 18 maiores mistérios não resolvidos da física]
"Começamos com um projeto conceitual para o instrumento em 2010", disse Joseph Silber, engenheiro de projetos do DESI que trabalha no Laboratório Lawrence Berkeley da Universidade da Califórnia, em um comunicado. "É baseado na ciência que foi feita no instrumento Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS). Mas é tudo feito roboticamente em vez de manualmente."
O instrumento BOSS, no Observatório Apache Point no Novo México, possui 1.000 fibras ópticas que podem detectar sinais de luz das galáxias mais escuras e distantes. Para DESI, os engenheiros usaram cinco vezes mais fibras. Os pesquisadores da BOSS precisam usar placas de metal com orifícios cuidadosamente perfurados para direcionar as fibras ópticas em direção a seus alvos. Para cada porção do céu que desejam criar imagens, os engenheiros precisam criar novas placas e montá-las no telescópio. No caso do DESI, os robôs farão todo o trabalho árduo, aumentando consideravelmente a velocidade de digitalização, disseram os pesquisadores..
“Existem 5.000 robôs individuais, e cada um conduz uma fibra óptica”, disse Silber. "A fibra óptica é então encaminhada cerca de 50 metros [cerca de 164 pés] abaixo do telescópio para uma sala separada onde esses instrumentos espectrógrafos muito grandes e sensíveis são instalados."
Ao medir como o comprimento de onda da luz proveniente de galáxias distantes (ou de qualquer objeto celeste) muda, os pesquisadores serão capazes de descobrir a que distância estão e a que velocidade as galáxias estão se afastando. Quando um objeto está se afastando de nós, sua luz muda em direção à parte vermelha do espectro de luz (um comprimento de onda mais longo), e é por isso que é chamado de redshift.
A escala e a complexidade do mapa ajudarão os cientistas a entender como a energia escura e a gravidade competiram ao longo da evolução do universo. A energia escura é a força ainda não comprovada que compete com a gravidade e causa a expansão acelerada do universo. Estima-se que a energia escura representa até 68 por cento da energia total presente no universo.
A sensibilidade do instrumento permitirá aos astrônomos ver galáxias tão distantes que sua luz viaja para a Terra muitos bilhões de anos. Os pesquisadores disseram que o instrumento, ao observar quanto tempo leva para a luz alcançá-lo, permitiria que eles vissem até 11 bilhões de anos atrás. [Nosso universo em expansão: idade, história e outros fatos]
"Uma das principais maneiras de aprendermos sobre o universo invisível é por meio de seus efeitos sutis no agrupamento de galáxias", disse o co-porta-voz da DESI Collaboration, Daniel Eisenstein, da Universidade de Harvard. "Os novos mapas do DESI fornecerão um novo nível requintado de sensibilidade em nosso estudo de cosmologia."
Durante os cinco anos de operação planejados, o DESI medirá as velocidades de cerca de 30 milhões de galáxias e quasares - buracos negros supermassivos cercados por um disco de material orbital, de acordo com Brenna Flaugher, cientista do projeto DESI que lidera o Departamento de Astrofísica do Acelerador Nacional de Fermi Laboratório.
"Em vez de uma de cada vez, podemos medir as velocidades de 5.000 galáxias de cada vez", disse ela.
O instrumento, uma colaboração entre 71 instituições de pesquisa, irá capturar cerca de 10 vezes mais dados do que seu antecessor, BOSS.
"Este projeto tem tudo a ver com a geração de grandes quantidades de dados", disse o diretor do DESI, Michael Levi, do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley do Departamento de Energia (Berkeley Lab), que está liderando o projeto. Os pesquisadores usarão os dados em simulações computacionais de universos.
Silber e sua equipe já produziram 3.000 robôs de posicionamento e os instalaram em pétalas em forma de cunha que serão incorporadas ao plano focal do instrumento. As seis lentes da DESI estão atualmente em tratamento final na University College London e serão enviadas para os EUA nesta primavera para que a instalação dos componentes possa começar.
O DESI deve realizar suas primeiras medições na primavera de 2019.