DESHIMA è un tipo completamente nuovo di strumento astronomico con cui i ricercatori sperano di costruire una mappa 3D dell'universo primordiale. All'inizio di ottobre, Ricercatori olandesi e giapponesi hanno installato lo strumento di misurazione DESHIMA sotto il telescopio ASTE in Cile. La settimana scorsa, DESHIMA ha ottenuto la prima luce.

Per studiare l'universo primordiale, gli astronomi devono misurare la luce infrarossa che ha impiegato tra 10 e 13 miliardi di anni per raggiungere la Terra. A tal fine sono necessari strumenti sensibili. Un team di TU Delft sta collaborando con SRON, L'Osservatorio di Leiden e gli astronomi giapponesi per sviluppare apparecchiature di misurazione superconduttive ed estremamente sensibili che accelerino di 100 volte l'attuale processo di misurazione. I suoi membri sono attualmente in loco in Cile per installare e testare l'attrezzatura.

Il giapponese Atacama Submillimeter Telescope Experiment (ASTE) si trova nel deserto di Atacama in Cile, a un'altitudine di 4,8 chilometri. Nelle ultime settimane, il Deep Spectroscopic High-redshift Mapper (DESHIMA) è stato installato su questo telescopio. Questo nuovo tipo di spettrometro determina la distanza esatta dai sistemi stellari a infrarossi lontani misurando lo spostamento verso il rosso dello spettro dei sistemi stellari. DESHIMA è il primo spettrometro a banda larga per queste specifiche frequenze infrarosse.

DESHIMA è dotato di rilevatori di induttanza cinetica a microonde (MKID), che può rilevare i più piccoli cambiamenti nell'energia della radiazione con la massima precisione. Akira Endo (TU Delft) ha sviluppato il concetto di uno spettrometro con un gran numero di MKID. Jochem Baselmans (SRON/TU Delft) suggerì in seguito di creare l'intero spettrometro sullo stesso chip, senza usare l'ottica, e l'idea del superconduttore, è nato lo spettrometro su chip.

Un singolo chip superconduttivo, ulteriormente sviluppato da questi e altri ricercatori di TU Delft e SRON, raccoglie la radiazione infrarossa lontana, lo filtra in frequenze più strette e rileva la luminosità per frequenza. Il chip viene raffreddato in un criostato a una temperatura di -273 gradi Celsius (120 millikelvin) e letto da un'elettronica speciale. Il criostato e l'elettronica sono stati entrambi sviluppati da SRON.

Prova di principio

Sono già disponibili spettrometri nel lontano infrarosso a banda stretta, ma DESHIMA è il primo spettrometro del suo genere ad essere testato su un telescopio. Ciò che rende DESHIMA speciale è la sua larghezza di banda istantanea. DESHIMA sarà testato in Cile come prova di principio a una frequenza di 346 Gigahertz e una larghezza di banda istantanea di 40 Gigahertz. Nessuno ha mai tentato di utilizzare una larghezza di banda così ampia per guardare così indietro nel tempo e in profondità nello spazio.

L'obiettivo è arrivare a una larghezza di banda di 240-720 GHz in pochi anni, che richiede una litografia ancora più precisa. SRON e TU Delft stanno già lavorando su un successore di DESHIMA chiamato MOSAIC, una versione da 25 pixel che dovrebbe essere operativa tra tre anni. Se tutto va secondo i piani, i ricercatori potranno presto utilizzarlo per creare la prima mappa tridimensionale dei sistemi stellari risalenti agli albori dell'universo.