اخترفیزیکدانان بزرگترین نقشه کیهان را منتشر کردند (قسمت دوم)

یک ابزار نجومی قدرتمند به نام DESI میلیونها کهکشان را در آسمان شب نقشه برداری می‌کند. آیا می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا در نهایت بفهمند انرژی تاریک چیست؟

سیستم فیبر طوری طراحی شده است تا نور را از 5000 هدف علمی (کهکشان) انتقال دهد که در فوکوس اصلی تلسکوپ به اسپکتوگرافهای Desi (طیف نگار) منتشر شده است.

هر فیبر نوری با قطر هسته‌ای 107 میکرون، به یک فرول (گیره دایره‌ای که برای بستن و نگه‌داری الیاف به صورت دایمی کاربرد دارند) ختم می‌شود که در نهایت به یک (موقعیت‌گیر فیبر رباتیک) نصب می‌شود. فیبرها در پشت صفحه کانونی به ده گروه پانصدتایی جمع‌آوری می‌شوند. هر گروه از صفحه کانونی تلسکوپ تا اتاق طیف‌نگار از طریق راهنماها، تکیه‌گاه‌ها، جعبه‌های قرقره کشش کش و کابلهای ناهمواری می‌گذرد که 47.5 متر را پوشش می‌دهد. سپس هر گروه از پانصد فیبر بطور دقیق مرتب شده و به یک قوس خطی ختم می‌شود که روشنایی نوری شکاف ورودی را برای یک طیف نگار مرتبط فراهم می‌کند.

سیستم فیبری

صفحه کانونی DESI، که حامل 5000 موقعیت‌دهنده فیبر روباتیک است در بالای تلسکوپ قرار دارد که در یک “رقص” طراحی شده می‌چرخند تا به صورت جداگانه بر کهکشان‌ها تمرکز کنند. این ربات‌های کوچک – که هر کدام یک کابل فیبر نوری جمع‌آوری کننده نور را نگه می‌دارند که عرض آن تقریباً به اندازه یک تار موی انسان است – به عنوان چشم‌های DESI عمل می‌کنند.

فضای داخلی تلسکوپ مایال

DESI  در طول عمر رصدی 5 ساله خود، طیف بیش از 30 میلیون کهکشان و اختروش را با وسعت 14000 درجه مربع اندازه‌گیری خواهد کرد. ابزار DESI طیف‌سنجی چند شیء (مثلا کهکشانها) بی‌سابقه‌ای را با طراحی جدید ارائه می‌کند.

اپتیک اصلاح کننده جدید DESI میدان دید با قطر 3 درجه را فراهم می‌کند که یک صفحه کانونی حاوی 5000 موقعیت دهنده رباتیک را تغذیه می‌کند. پوزیشنرها را می‌توان در عرض 3 دقیقه برای اندازه‌گیری طیف‌های مجموعه جدیدی از کهکشان‌ها دوباره پیکربندی کرد. فیبرهای نوری نصب شده بر روی پوزیشنرها تا 50 متر پایین تلسکوپ گسترش می‌یابند تا 10 طیف نگار باند پهن را تغذیه کنند که هر کدام شامل سه آشکارساز است. طیف‌نگارها محدوده طیفی 360 نانومتر (nm) تا 980 نانومتر را با وضوح بین 2000 تا 5000 پوشش می‌دهند و DESI را قادر می‌سازد تا جابه‌جایی‌های قرمز را تا 1.7 برای کهکشان‌های خط انتشار و 3.5 برای طیف‌های lyman-α از quasars بررسی کند.

تمام دستورات و انتقال داده‌ها توسط سیستم کنترل ابزار اجرا می شود، در حالی که سیستم جمع‌آوری داده‌ها هدف‌گیری دقیق و تجزیه و تحلیل سریع مقادیر زیادی از داده‌ها را تضمین می‌کند.

این ابزار در سال 2018 بر روی تلسکوپ 4 متری مایال نصب شده است. ساخت و ادغام این ابزار حاصل همکاری چندین موسسه است.

فضای داخلی تلسکوپ مایال

نمایی از تلسکوپ و سیستم‌های عکس‌برداری و نقشه‌برداری نوین

صفحه کانونی DESI برای قرار گرفتن در بالای تلسکوپ مایال و حمل 5000 پوزیشنر رباتیک طراحی شده است که هر کدام یک کابل فیبر نوری دارند. هر یک از این ربات‌های الیاف‌دار به‌طور خودکار روی یک توالی از پیش تعیین‌شده از کهکشان‌ها و اختروش‌ها قرار می‌گیرند تا فیبرها بتوانند نور خود را جمع‌آوری کنند. حرکات این پوزیشنرها باید با دقت طراحی شود تا از برخورد با یکدیگر جلوگیری شود.

صفحه کانونی گرد که قطر آن نزدیک به یک متر است، از 10 گوه دایره‌ای شکل تشکیل شده است که به خوبی در کنار هم قرار گرفته‌اند. هر گوه 500 پوزیشنر رباتیک را در خود جای می‌دهد. صفحه کانونی همچنین حاوی حسگرها و منابع نوری به نام فیلد فیدوشیال است که به اطمینان از هم‌ترازی مناسب موقعیت دهنده‌ها کمک می‌کند.

سیستم صفحه کانونی (یک گلبرگ)

سیستم صفحه کانونی

ترجمه و جمع‌آوری مطالب: مرتضی نادری‌فرد

منبع:

Astrophysicists Release the Biggest Map of the Universe Yet

https://www.wired.com/story/astrophysicists-release-the-biggest-map-of-the-universe-yet/