El 1 de abril la cúpula del Telescopio Mayall cerca de Tucson, Arizona, abierto al cielo nocturno, y la luz de las estrellas fluyó a través del ensamblaje de seis lentes grandes que fueron cuidadosamente empaquetados y alineados para un nuevo instrumento que se lanzará a finales de este año.

Solo unas horas después Los científicos produjeron las primeras imágenes enfocadas con estas lentes de precisión (la más grande tiene 1,1 metros de diámetro) durante este giro de prueba inicial, marcando un importante hito de "primera luz" para el instrumento espectroscópico de energía oscura, o DESI. Este primer lote de imágenes se centró en el Whirlpool Galaxy para demostrar la calidad de las nuevas lentes.

"Fue un momento increíble ver esas primeras imágenes en los monitores de la sala de control, "dijo Connie Rockosi, quién está liderando esta puesta en marcha temprana de los lentes DESI. "Mucha gente ha trabajado muy duro en esto, y es realmente emocionante mostrar cuánto se ha reunido ya ".

Esta fase del proyecto continuará durante unas seis semanas y requerirá los esfuerzos de varios científicos in situ y observadores remotos. señaló Rockosi, profesor de astronomía y astrofísica en UC Santa Cruz.

Cuando se complete a finales de este año, DESI verá y medirá la luz del cielo de una manera muy diferente a este conjunto de lentes. Está diseñado para absorber miles de puntos de luz en lugar de uno solo, imagen grande.

El DESI terminado medirá la luz de decenas de millones de galaxias que se remontan a 12 mil millones de años luz en todo el universo. Se espera que proporcione la medida más precisa de la expansión del universo y proporcione una nueva perspectiva de la energía oscura. lo que los científicos explican está provocando que esta expansión se acelere.

Matriz de DESI de 5, 000 posicionadores robóticos giratorios de forma independiente (ver un video relacionado:5, 000 robots se fusionan para mapear el universo en 3-D), cada uno con un delgado cable de fibra óptica, se moverá automáticamente a posiciones preestablecidas con una precisión de varias micras (millonésimas de metro). Cada posicionador está programado para apuntar su cable de fibra óptica a un objeto para recoger su luz.

Esa luz se canalizará a través de los cables a una serie de 10 dispositivos conocidos como espectrógrafos que separarán la luz en miles de colores. Las medidas de luz, conocido como espectros, proporcionará información detallada sobre la distancia de los objetos y la velocidad a la que se alejan de nosotros, proporcionando una nueva perspectiva sobre la energía oscura.

Las lentes de DESI están alojadas en un dispositivo con forma de barril conocido como corrector que se coloca sobre el espejo principal del telescopio. y el corrector es movido y enfocado por un dispositivo circundante conocido como hexápodo.

Los investigadores del Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) dirigieron el diseño, construcción, y prueba inicial del barril corrector, hexápodos y estructuras de soporte que mantienen las lentes alineadas.

"Todo nuestro equipo se complace en ver que este instrumento alcanza la primera luz, "dijo Gastón Gutiérrez, el científico del Fermilab que gestionó esta parte del proyecto. "Fue un gran desafío construir dispositivos tan grandes con la precisión de un cabello. Estamos felices de ver cómo estos sistemas se unen".

El barril corrector gigante y el hexápodo, que en conjunto pesan unas 5 toneladas, debe mantener la alineación con el gran espejo reflector del telescopio que está 12 metros más abajo, todo mientras compensa el movimiento del conjunto de componentes masivos del telescopio mientras se balancea por el cielo.

"Este es un gran paso adelante. Es un salto hacia el futuro para el Telescopio Mayall que permitirá nuevos y emocionantes descubrimientos científicos," "dijo Michael Levi, Director de DESI y físico del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía (Berkeley Lab), que es la institución líder en la colaboración internacional DESI. "El equipo ha estado trabajando en el nuevo corrector durante los últimos cinco años, así que fue toda una experiencia ver 10 millones de dólares en ópticas levantadas por la grúa durante la instalación ".

El nuevo juego de lentes (vea un video relacionado:La vida de una lente) expande la ventana de visualización del telescopio en aproximadamente 16 veces, permitiendo que DESI mapee alrededor de un tercio del cielo visible varias veces durante su misión de cinco años.

Peter Doel, profesor de University College London, lideró el equipo que diseñó el nuevo sistema óptico. "Tuvimos media docena de proveedores involucrados en la fabricación y el pulido del vidrio. Un error lo hubiera echado todo a perder. Es emocionante saber que sobrevivieron al viaje y que trabajan tan bien".

"Este fue el momento de la verdad, "dijo David Schlegel, un científico del proyecto DESI. "Nos hemos estado mordiendo las uñas".

David Sprayberry, el director del sitio del Observatorio Nacional de Astronomía Óptica (NOAO) en Kitt Peak, dijo, "Tenemos un equipo polifacético para asegurarse de que todo funcione correctamente, "incluidos ingenieros, astrónomos, y operadores de telescopios que trabajan por turnos. NOAO opera el Telescopio Mayall y su sitio del Observatorio Nacional Kitt Peak.

Señaló el desafío de actualizar el robusto, telescopio de décadas, que se puso en marcha en 1973, con equipos de alta precisión. "En última instancia, debemos asegurarnos de que DESI pueda apuntar con una precisión de 5 micrones, no mucho más grande que un cabello humano, ", dijo. Eso es algo muy importante para algo tan pesado y grande". El peso total en movimiento del Telescopio Mayall es de 375 toneladas.

Rockosi dijo que hubo una planificación previa intensiva para las primeras pruebas del corrector, y muchas de las tareas durante esta etapa de prueba se centran en recopilar datos de las observaciones nocturnas. Si bien los científicos de DESI han creado controles automatizados para ayudar a posicionar, atención, y alinear todo el equipo, esta ejecución de prueba permite al equipo ajustar estas herramientas automatizadas.

"Observaremos estrellas brillantes y probaremos qué tan bien podemos mantener el telescopio apuntado en el mismo lugar, y medir la calidad de la imagen, ", Dijo Rockosi." Probaremos que podemos mantener repetida y confiablemente esos lentes en la mejor alineación posible ".

La prueba de precisión del corrector es posible gracias a un instrumento, ahora montado sobre el telescopio, que fue diseñado y construido por investigadores de la Universidad Estatal de Ohio. Este dispositivo de 1 tonelada, que cuenta con cinco cámaras digitales y herramientas de medición suministradas por la Universidad de Yale, y electrónica suministrada por la Universidad de Michigan, se conoce como el instrumento de puesta en servicio.

Este instrumento temporal se construyó con el mismo peso y se instaló en el mismo lugar donde se instalará el plano focal de DESI una vez que esté completamente ensamblado. El plano focal llevará los posicionadores robóticos de DESI. El instrumento de puesta en servicio simula cómo funcionará el telescopio cuando lleve el complemento completo de componentes DESI, y está verificando la calidad de las lentes de DESI.

"Uno de los mayores desafíos con el instrumento de puesta en servicio fue alinear las cinco cámaras con la superficie focal curva del corrector, "dijo Paul Martini, profesor de astronomía en la Universidad Estatal de Ohio que dirigió la I + D y la instalación del instrumento de puesta en servicio y ahora supervisa su uso. "Otro estaba midiendo sus posiciones a unas millonésimas de metro, que es mucho más preciso que la mayoría de los instrumentos astronómicos ". Este posicionamiento asegurará mediciones más verdaderas del rendimiento de las lentes.

Dijo que espera la instalación del plano focal de DESI a finales de este año. Eso allanará el camino para la "primera luz" oficial de DESI de sus posicionadores robóticos y el inicio de sus mediciones de galaxias.

"Lo que me entusiasmó con este campo en primer lugar fue ir a los telescopios y tomar datos, por lo que será divertido tener este próximo paso, " él dijo.