El diseño del Keck Cosmic Web Imager (KCWI) incluye dos canales separados para detectar la luz en las porciones azul (350 a 560 nm) y roja (530 nm a 1050 nm) del espectro de longitud de onda visible. KCWI-Blue fue comisionado y comenzó a realizar observaciones científicas de rutina en septiembre de 2017 y está obteniendo resultados nuevos excelentes y emocionantes mientras funciona sin problemas.

El canal rojo de KCWI se llama Keck Cosmic Reionization Mapper (KCRM) y la combinación de KCWI-Blue y KCRM proporcionará una cobertura espectral de alta eficiencia simultánea en todo el espectro visible. Debido a que ambos canales están diseñados para ser altamente configurables y tienen una excelente sustracción del cielo, KCRM será una poderosa adición a KCWI, abriendo una ventana para nuevos descubrimientos a altos corrimientos al rojo.

KCRM mejorará significativamente la capacidad de KCWI para abordar una amplia gama de investigaciones científicas de la más alta prioridad. KCRM es ideal para mapear las emisiones de hidrógeno a corrimientos al rojo muy altos para comprender los entornos de las primeras estrellas que se formaron. KCRM rastreará la transición de hidrógeno fundamental llamada Lyman Alpha hasta 700 millones de años después del Big Bang, una época en la que fuentes desconocidas se activaron y reionizaron todo el gas intergaláctico del universo.

Este proceso de reionización no se comprende en absoluto, y sigue siendo una de las cuestiones científicas clave que se resolverán en la próxima década. KCRM está idealmente diseñado para determinar las fuentes de reionización y la historia de este misterioso proceso.

Además de sondear la reionización, KCRM con su capacidad de campo amplio optimizado en rojo descubrirá tenue, estructuras a gran escala con altos corrimientos al rojo. KCWI con KCRM proporcionará mayores capacidades para comprender las regiones de formación estelar, chorros, salidas, poblaciones estelares, y materia oscura. KCRM también realizará mediciones de velocidad destinadas a detectar agujeros negros de baja masa. La combinación de KCWI-Blue y KCRM capturará la emisión de diferentes gases que se utilizarán para medir las fracciones de ionización, abundancia química, y física de la producción de emisiones.

KCRM ayudará a responder las siguientes preguntas urgentes, junto con muchos otros:

• ¿Qué objetos reionizaron el Universo? ¿Cómo estos objetos crearon burbujas de ionización y cómo estas burbujas crecieron y se fusionaron en el Universo temprano?
• ¿Cuál es la naturaleza de la materia oscura? ¿La materia oscura forma un superfluido o una función de onda mecánica cuántica a escala galáctica?
• ¿Qué determina la masa de estrellas jóvenes?
• ¿Qué determina si una galaxia "tiene éxito" (forma estrellas de manera eficiente) o "falla"?
• ¿Cuál es la distribución de masa de los agujeros negros masivos?
• ¿Hay agujeros negros de masa intermedia?
• ¿Qué determina las masas de estrellas que se forman en las galaxias? ¿Algunas galaxias forman estrellas de masa más baja o más alta?
• ¿Cómo surgen los objetos cuasi estelares? ¿Cómo sus violentas salidas cambian su entorno?
• ¿Cómo fluye el gas desde las galaxias hacia el halo galáctico y el medio intergaláctico?

KCRM debe construirse para abordar las preguntas anteriores, y afortunadamente este proyecto tiene varias ventajas distintas:

1. Los miembros principales del equipo de desarrollo azul de KCWI están preparados y listos para aplicar sus experiencia de gran éxito en el canal azul para completar KCRM.
2. KCRM aprovecha la infraestructura de hardware de instrumentos existente ya construida y funcionando bien, y KCRM compartirá esta infraestructura con el canal KCWI-Blue.
3. Los diseños de hardware son comunes entre los dos canales, por lo tanto, existe un historial probado de éxito en muchos de los diseños.
4. El software, incluyendo tanto el control de instrumentos como una tubería de reducción de datos, es casi idéntico ya que muchos de los componentes de hardware son los mismos y la estructura modular del software da como resultado una expansión directa.

Aunque KCRM aprovecha el éxito del desarrollo de KCWI-Blue, KCRM tendrá tecnologías únicas. KCRM requiere el divisor de haz dicroico más grande en cualquier instrumento del Observatorio Keck, y tendrá una cámara refractiva optimizada para rojo que transmitirá luz a un CCD de agotamiento profundo. Esta tecnología de detector extiende la capacidad de KCRM para detectar luz hasta el borde del espectro del infrarrojo cercano con un buen rendimiento a 1, 050 nm.

Esta tecnología es fundamental para que KCRM explore el rango de corrimiento al rojo durante el cual se reionizó el universo. Ninguno de estos componentes es especialmente desafiante desde el punto de vista técnico, y existen diseños preliminares para la mayoría de los componentes. Al igual que KCWI-Blue, Esperamos que el KCRM tenga un gran éxito y se convierta en uno de los instrumentos más valiosos que utilizarán los observadores en el Observatorio Keck.

La promesa científica de KCRM queda demostrada por los primeros y espectaculares resultados científicos de KCWI-Blue. Utilizando la puesta en servicio y los primeros datos de observación científica obtenidos con KCWI-Blue, muchos investigadores están trabajando activamente en la publicación de artículos que describen:

• El descubrimiento de un sistema de fusión de dos discos giratorios gigantes que se alimentan e iluminan con el QSO que ha creado la fusión.
• Una proto-galaxia en la que los campos de velocidad del flujo de gas medidos por KCWI-blue demuestran el modelo de acreción fría para la formación de galaxias, en el que los filamentos fríos de gas de la red cósmica se mueven en espiral hacia adentro para alimentar la rápida formación de estrellas y galaxias.
• Un QSO de cuatro lentes y un QSO gigante con lentes gravitacionales que muestran variaciones medibles en la absorción de gas que sondean la estructura del gas intergaláctico.
• Mapas de brazos espirales cercanos que muestran por primera vez que el gas de alta velocidad y los choques son responsables de eliminar el gas y el polvo y detener la formación de estrellas, la válvula de alivio fundamental que regula la formación de estrellas en las galaxias.
• El primer espectro completo de una galaxia ultradifusa que muestra los tipos estelares, abundancias, y potencialmente la señal gravitacional de la materia oscura superfluida.
• Un mapa cinemático detallado de un cúmulo globular que investiga la existencia de una central, agujero negro de masa intermedia.

Los dos telescopios del Observatorio Keck se encuentran entre los telescopios científicamente más productivos del mundo. El Observatorio Keck mantiene su liderazgo científico para una gran comunidad de usuarios mediante la innovación y el despliegue de instrumentación pionera. Continuaremos esta tradición desarrollando KCRM, lo que mejorará la capacidad del Observatorio Keck para servir a nuestra comunidad de observadores y mantener su investigación en las fronteras de la astronomía.