Quando il Mayall aprì per la prima volta gli occhi al cielo 45 anni fa, era uno dei più grandi telescopi ottici esistenti. Progettato per essere versatile, la sua missione era quella di assistere gli astronomi nell'affrontare l'ampia diversità di questioni astronomiche che il campo affrontava. Straordinario successo, ha svolto un ruolo importante in molte scoperte astronomiche, come stabilire il ruolo della materia oscura nell'Universo dalle misurazioni della rotazione delle galassie, e determinare la scala e la struttura dell'Universo.

Un telescopio ruota per studiare l'energia oscura

Oggi perde la sua identità di "strumento di ricerca polivalente" e, reinventarsi, si rivolge a una nuova missione dedicata che affronterà uno dei problemi più profondi della fisica:comprendere la misteriosa fisica dell'energia oscura, una forma sconosciuta di energia che si crede permei tutto lo spazio e acceleri l'espansione dell'Universo.

Per prepararsi alla sua nuova missione, il Mayall chiuderà temporaneamente. Nei prossimi 15 mesi, subirà la più grande revisione della sua storia in preparazione per l'installazione del Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) , uno spettrometro ottico massicciamente parallelo in grado di misurare gli spettri di 5000 oggetti astronomici contemporaneamente.

Riprogettazione e trasformazione

Descrivendo l'imminente trasformazione, Il direttore di KPNO Lori Allen ha spiegato, "L'intera estremità superiore del telescopio, che pesa quanto uno scuolabus e ospita lo specchio secondario del telescopio e una grande fotocamera digitale, verrà rimosso e sostituito con strumenti DESI." Una grande gru solleverà l'estremità superiore del telescopio attraverso la fessura di osservazione nella sua cupola.

"Questo giorno segna per noi un traguardo enorme, " ha affermato il direttore del DESI Michael Levi del Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) del Dipartimento di Energia, che sta guidando la collaborazione internazionale del progetto. "Ora rimuoviamo la vecchia attrezzatura e iniziamo il processo di un anno per indossare la nuova roba". Più di 465 ricercatori di circa 71 istituzioni partecipano alla collaborazione DESI.

Lo staff di Kitt Peak non vede l'ora di iniziare. "Siamo entusiasti di preparare la Mayall per la sua prossima grande avventura!" esclamò David Sprayberry, Direttore del sito KPNO per DESI.

Riccardo Verde, Direttore della Divisione di Scienze Astronomiche della NSF, aggiunto, "Siamo estremamente lieti che il telescopio Mayall, una risorsa fondamentale della National Science Foundation, può essere così vantaggiosamente impiegato per una collaborazione scientifica all'avanguardia con il Dipartimento dell'Energia".

Gli ingredienti di una seconda carriera

Con la sua struttura robusta e la capacità di visualizzare un'ampia fascia di cielo alla volta, il Mayall è il partner perfetto per DESI.

"Abbiamo iniziato il progetto DESI esaminando i grandi telescopi del mondo per trovarne uno che avesse uno specchio adatto e non crollerebbe sotto l'enorme peso dello strumento, ", ha affermato David Schlegel di Berkeley Lab, uno scienziato del progetto DESI. Lo strumento DESI pesa 9 tonnellate.

Per fortuna, il Mayall è stato "precocemente progettato come una nave da guerra e progettato con un ampio campo visivo, una caratteristica relativamente rara tra i grandi telescopi, " ha spiegato Arjun Dey, il Project Scientist NOAO per DESI. "La riprogettazione mantiene l'intento originale della struttura come telescopio a largo campo, ma ora lo stiamo portando al suo limite pratico!" ha aggiunto Lori Allen.

L'espansione del campo visivo del telescopio, da meno di 1 grado quadrato a 8 gradi quadrati, o circa 40 volte l'area della luna piena, consentirà a DESI di mappare circa un terzo del cielo.

Dalle lastre fotografiche ai 5000 occhi robotici nel cielo

Nella sua nuova incarnazione, il Mayall diventerà ultra-high-tech, un mondo lontano dalla tecnologia di imaging dei suoi primi giorni.

Quando Nicholas U. Mayall, il direttore del KPNO quando è stato costruito il Mayall, esaminato le prime immagini dal telescopio, il 27 febbraio 1973, lo ha fatto a occhio, e le prime immagini registrate dal telescopio furono realizzate su grandi lastre fotografiche di vetro.

Quando DESI è installato, sarà dotato di una gamma all'avanguardia di 5, 000 robot girevoli, ognuna accuratamente coreografata per puntare un cavo in fibra ottica verso una sequenza preprogrammata di galassie e quasar. I quasar sono galassie che si nutrono attivamente, enormi buchi neri. I cavi in ​​fibra ottica trasporteranno la luce da questi oggetti a 10 spettrografi. Il cilindrico, i robot dotati di fibra si riposizionano per catturare un nuovo spettro ogni 20 minuti circa.

In un quinquennio, DESI esaminerà 30 milioni di galassie e quasar e creerà la più grande mappa dell'Universo fino ad oggi a una distanza di 10 miliardi di anni luce. Il sondaggio inizierà all'inizio del 2020.

Il telescopio Mayall è già stato impegnato nei preparativi scientifici per l'indagine DESI, effettuando un rilevamento del cielo noto come Mayall z-Band Legacy Survey (MzLS), uno dei quattro sondaggi che DESI utilizzerà per selezionare le galassie e i quasar che studierà. La MzLS si è conclusa ieri, con le osservazioni scientifiche finali prese dal Mayall prima della sua trasformazione. I dati dell'MzLS e di altri sondaggi sono stati resi pubblici e possono essere esplorati online.

Kitt Peak National Observatory (KPNO) fa parte del National Optical Astronomy Observatory (NOAO), che è gestito dall'Associazione delle Università per la Ricerca in Astronomia (AURA) nell'ambito di un accordo di cooperazione con la National Science Foundation (NSF). NSF è un'agenzia federale indipendente creata dal Congresso nel 1950 per promuovere il progresso della scienza. NSF supporta la ricerca di base e le persone per creare conoscenza che trasforma il futuro. Gli scienziati DESI sono onorati di poter condurre ricerche astronomiche su Iolkam Du'ag (Kitt Peak), una montagna con un significato particolare per la Nazione Tohono O'odham.