Tre anni nella sua ricerca per rivelare la natura dell'energia oscura, l'esperimento sull'energia oscura del telescopio Hobby-Eberly (HETDEX) è sulla buona strada per completare la più grande mappa del cosmo mai esistita. Il team creerà una mappa tridimensionale di 2,5 milioni di galassie che aiuterà gli astronomi a capire come e perché l'espansione dell'universo sta accelerando nel tempo.

"HETDEX rappresenta l'unione di molti astronomi e istituzioni per condurre il primo studio importante su come l'energia oscura cambia nel tempo, " disse Taft Armandroff, direttore dell'Università del Texas presso l'Osservatorio McDonald di Austin.

L'indagine è iniziata nel gennaio 2017 sul telescopio Hobby-Eberly (HET) di 10 metri presso l'Osservatorio McDonald. Oggi, il sondaggio è completo al 38%. La riduzione e l'analisi dei dati continuano.

"HETDEX è arrivato, " ha detto l'astronomo Karl Gebhardt. "Siamo a più di un terzo del nostro programma ora, e abbiamo questo fantastico set di dati che useremo per misurare l'evoluzione dell'energia oscura".

Il rilevamento funziona puntando il telescopio su due regioni del cielo vicino al Grande Carro ea Orione. Per ogni puntamento, il telescopio registra circa 32, 000 spettri, catturando l'impronta cosmica della luce da ogni oggetto all'interno del campo visivo del telescopio.

"In realtà è un po' strabiliante, quante informazioni vengono catturate in questo, ", ha detto il membro del team Gary Hill.

Questi spettri sono registrati tramite 32, 000 fibre ottiche che alimentano più di 100 strumenti che lavorano insieme come uno. Questa assemblea si chiama VIRUS, lo spettrografo dell'unità replicabile a campo integrale visibile. È una macchina enorme composta da dozzine di copie di uno strumento che lavorano insieme per l'efficienza. VIRUS è stato progettato e realizzato appositamente per HETDEX.

Questo rende VIRUS uno degli strumenti astronomici più avanzati al mondo. Costruirlo "è stato un bel compito da orchestrare, " Hill ha detto, osservando che il progetto ha impiegato un decennio per raggiungere i suoi frutti. "È il più grande su molte misure, " Egli ha detto, notando che ha la maggior parte delle fibre ottiche, oltre ad avere la stessa area di rilevamento delle più grandi fotocamere astronomiche. È anche uno strumento estremamente grande, occupando gran parte della stanza all'interno della cupola del telescopio.

HETDEX è un sondaggio alla cieca, il che significa che invece di puntare a obiettivi specifici, registra tutto su una specifica porzione di cielo. Quindi gli scienziati esaminano i dati per setacciare gli oggetti che vogliono studiare.

Il membro del team Phillip MacQueen ha lavorato sulle sfide tecniche della consegna di VIRUS alle specifiche HETDEX. Ci ricorda che la creazione di mappe in astronomia è iniziata con le prime persone che hanno guardato il cielo.

"VIRUS è la delizia di un cartografo astronomico, " ha detto MacQueen. "Fa molto di più di una mappa in cui gli oggetti sono in due dimensioni nel cielo. HETDEX sta usando VIRUS per mappare dove gli oggetti si trovano in un volume davvero enorme dell'universo, sia all'interno della nostra galassia che molto al di là di essa."

Per creare la mappa necessaria per il progetto sull'energia oscura, stanno setacciando un miliardo di spettri alla ricerca di esempi di un tipo specifico di galassia. Queste galassie vanno da 10 miliardi a 11,7 miliardi di anni luce di distanza, quindi rappresentano un'epoca in cui l'universo aveva solo pochi miliardi di anni. I loro spettri contengono informazioni sulla velocità con cui le galassie si stanno allontanando da noi a causa dell'espansione dell'universo. Ciò consentirà agli astronomi di determinare come la velocità con cui l'universo si espande è cambiata nel corso degli eoni, che è la chiave per determinare la natura dell'energia oscura.

Il team di HETDEX prevede di completare le proprie osservazioni entro dicembre 2023. In totale, l'indagine completata includerà 1 miliardo di spettri, "la più grande indagine spettrale mai realizzata di gran lunga, " Ha detto Gebhardt. Questi dati vengono elaborati e archiviati presso il Texas Advanced Computing Center (TACC) di UT Austin, uno dei migliori centri di supercalcolo al mondo.

Erin Mentuch Cooper è il responsabile dei dati del progetto. "Siamo molto fortunati ad avere accesso" a TACC, lei disse, spiegando che durante l'estate, un supercomputer TACC ha elaborato tutti i dati HETDEX ora in mano in due settimane. Ci sarebbero voluti 10 anni per un singolo computer, lei disse.

Nel frattempo, molti astronomi stanno usando i dati già raccolti per attaccare una serie di altri misteri astronomici. Molti sono sul punto di pubblicare la loro ricerca.

Tra questi c'è il professore di UT Keith Hawkins. Ha utilizzato gli spettri di indagine di circa 100, 000 stelle nella nostra galassia, la Via Lattea. Sebbene queste stelle non fossero la preda principale per HETDEX, sono stati catturati dal sondaggio cieco. "Come diceva mio nonno, "La spazzatura di qualcuno è l'oro di qualcun altro, '" Egli ha detto.

Hawkins sta usando questi spettri per studiare il contenuto delle stelle, dimensioni, temperature e movimenti per tracciare come si sono unite le diverse parti della nostra galassia. Il suo documento di ricerca su questo lavoro sarà pubblicato a breve. Altri astronomi si stanno preparando a pubblicare ricerche sulle nane bianche e sulle galassie vicine per le quali hanno utilizzato i dati HETDEX.