Uno Sguardo Più Da Vicino Alle Operazioni Di Indagine Di DESI

Lo Strumento Spettrale dell'Energia Oscura (DESI) è un progetto che punta a studiare l'universo osservando milioni di galassie e stelle. Ha iniziato il suo principale sondaggio il 14 maggio 2021 e da allora ha osservato oltre 14 milioni di galassie e 4 milioni di stelle. In questo articolo vedremo come funziona DESI, i processi coinvolti nelle osservazioni e i risultati finora ottenuti.

#Obiettivo del Sondaggio

L'obiettivo principale di DESI è misurare i Redshift delle galassie e dei quasar in una vasta area del cielo. Queste informazioni ci aiutano a capire l'espansione dell'universo e la misteriosa forza nota come energia oscura. Il sondaggio copre oltre 14.000 gradi quadrati di cielo, rendendolo uno dei più grandi progetti astronomici del suo genere.

#Progettazione del Sondaggio

DESI è progettato per operare per cinque anni, durante i quali raccoglie dati preziosi sul cosmo. Il sondaggio è suddiviso in tre programmi: il programma oscuro, il programma luminoso e un programma di backup. Ogni programma ha diversi tipi di obiettivi, come galassie rosse luminose e stelle brillanti della Via Lattea.

#Programma Oscuro

Il programma oscuro mira a galassie rosse luminose, galassie a linea di emissione e quasar. Questo programma è il fulcro del sondaggio e occupa circa il 90% del tempo in cui il telescopio osserva. Le osservazioni vengono condotte principalmente durante le notti scure quando il cielo è chiaro.

#Programma Luminoso

Il programma luminoso si concentra su un campione limitato di galassie brillanti e stelle della Via Lattea. Questo programma opera quando le condizioni non sono adatte per il programma oscuro. Anche se occupa una porzione più piccola del tempo del sondaggio, è comunque essenziale per completare le osservazioni complessive.

#Programma di Backup

Il programma di backup è progettato per stelle molto brillanti ed è utilizzato solo quando le condizioni sono troppo scarse per gli altri due programmi. Questo offre un ulteriore livello di flessibilità nelle operazioni del sondaggio.

#Campi Osservativi

L'area del sondaggio DESI è suddivisa in molti "tessere" osservazionali. Ogni tessera rappresenta una specifica posizione nel cielo dove il telescopio concentra le sue osservazioni. L'obiettivo è raccogliere dati in modo efficiente osservando più tessere in una sola notte.

#Selezione delle Tessere

Durante ogni notte, il telescopio cerca di finire di osservare eventuali tessere in corso prima di passare a nuove. Questo è chiamato osservazione "depth-first", assicurando che le regioni di interesse siano completamente osservate prima di iniziare nuove aree.

#Operazioni Giornaliere

Le operazioni giornaliere di DESI coinvolgono una serie di passaggi che includono la pianificazione per la notte successiva, la selezione delle tessere da osservare e l'analisi dei dati raccolti. Ogni componente è cruciale per il successo complessivo del sondaggio.

#Pianificazione Pomeridiana

La pianificazione pomeridiana inizia rivedendo lo stato attuale del sondaggio. Questo implica controllare quali tessere sono state osservate e quali sono in attesa. Basato su queste informazioni, si stabiliscono le priorità per le osservazioni della notte.

#Selezione del Campo

Il Selettore del Prossimo Campo è un sistema che decide quali tessere osservare durante la notte. Valuta vari fattori, come le condizioni attuali e le priorità stabilite durante la fase di pianificazione.

#Regolazione in Tempo Reale

Prima di ogni osservazione, il sistema del telescopio assegna Fibre a obiettivi specifici al volo. Questo significa che gli esatti obiettivi da osservare vengono finalizzati solo pochi minuti prima che il telescopio si punti verso di essi. Questa regolazione in tempo reale consente un processo di osservazione più reattivo e flessibile.

#Lo Strumento

Al centro del progetto DESI c'è uno strumento specializzato montato sul telescopio Mayall al Kitt Peak. Questo strumento utilizza uno spettrografo multi-oggetto a 5000 fibre, permettendo di raccogliere luce da migliaia di oggetti contemporaneamente.

#Sistema di Fibre

Lo strumento raccoglie luce utilizzando una rete di fibre che canalizzano la luce verso gli spettrografi per l'analisi. Questa configurazione consente di catturare un gran numero di osservazioni simultaneamente, fornendo un dataset più completo.

#Design a Petali

Il sistema di fibre è suddiviso in dieci petali, ognuno contenente 500 posizionatori che dirigono la luce verso gli spettrografi. Questo design a petali assicura che se una parte fallisce, non influisce sulle altre.

#Elaborazione dei Dati

Una volta effettuate le osservazioni, i dati raccolti subiscono una serie di passaggi per l'elaborazione. Questo include calibrazione, sottrazione del background e calcoli dei redshift.

#Pipeline Spettrale

La pipeline spettrale elabora i dati raccolti da DESI ogni mattina, puntando a ottenere risultati efficienti e accurati. Questo include misurare la qualità delle osservazioni e determinare i redshift degli obiettivi.

#Garanzia di Qualità

La garanzia di qualità viene effettuata per valutare l'affidabilità di ogni osservazione. Questo passaggio è critico per assicurare che i dati utilizzati per l'analisi siano di alto standard e possano essere fidati per studi scientifici.

#Performance del Sondaggio

A partire dal 14 giugno 2022, DESI ha fatto progressi significativi nelle sue operazioni. Le performance sono state di successo, con i risultati reali che corrispondono alle aspettative storiche.

#Metriche di Performance

Il sondaggio viene valutato in base a diverse metriche, tra cui il numero di osservazioni completate, la qualità dei dati e la velocità del sondaggio. È stato riscontrato che il sondaggio sta progredendo circa il 7% più velocemente del previsto inizialmente.

#Meteo e Condizioni

Le condizioni meteorologiche influenzano significativamente le performance del sondaggio. Durante il primo anno di operazioni, DESI si è adattato bene alle condizioni variabili, dimostrando la sua resilienza e efficienza operativa.

#Conclusione

I primi 1,1 anni del sondaggio DESI si sono rivelati un successo straordinario. Le operazioni efficienti, unite al design avanzato dello strumento, hanno permesso a DESI di raccogliere dati preziosi sull'universo. Man mano che il sondaggio continua, ci si aspetta che fornisca ancora più intuizioni sulla natura dell'energia oscura e sull'espansione dell'universo. Gli sforzi collaborativi del team scientifico e del personale operativo sono stati fondamentali per questo progresso, e il futuro sembra promettente per DESI e i suoi contributi all'astronomia.