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DESI: una svolta per lo studio e la ricerca dell’energia oscura

Il Dark Energy Spectroscopic Instrument ha terminato i quattro mesi di prova. Adesso è possibile capire la natura dell’energia oscura.

Categorie Astronomia · SpaceMix

Al Kitt Peak National Observatory (Arizona), il DESI, ovvero il Dark Energy Spectroscopic Instrument, ha terminato i quattro mesi di prova. Adesso è pronto per mappare l’Universo alla ricerca dell’energia oscura, dopo aver catturato la luce da decine di milioni di galassie.

Per studiare i corpi celesti nel cosmo sfruttiamo i dati dei loro spettri elettromagnetici, composti da una serie di linee le une accanto alle altre. Gli spettri danno moltissime informazioni, come la composizione chimica e le velocità relative degli oggetti osservati. Tutto ciò serve per lo studio dell’energia oscura, una componente fondamentale nei modelli teorici finora più accreditati, e che spiega l’espansione dell’Universo su vaste distanze cosmiche.

DESI: 5000 occhi per studiare il cielo

Lo strumento DESI è nato dalla collaborazione scientifica gestita dal Berkeley Lab del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti. DESI è installato sul telescopio da 4 metri Mayall al Kitt Peak National Observatory.

Sul piano focale dello strumento sono disposti 5000 posizionatori robotici automatizzati, ognuno dei quali trasporta un cavo in fibra ottica (spesso quanto un capello umano ) per raccogliere la luce delle galassie. Ogni 10 secondi i posizionatori ruotano su una nuova sequenza di galassie, questo velocità rende DESI la migliore macchina di rilevamento astronomico della Terra, e grazie ad essa si potranno mappare 10 volte più oggetti rispetto a qualsiasi esperimento precedente.

Le fibre ottiche montate sui posizionatori hanno una lunghezza di 50 metri lungo il telescopio per alimentare 10 spettrografi a banda larga, ciascuno contenente 3 rivelatori. Grazie all’utilizzo di questi strumenti, in condizioni ideali, DESI può osservare un nuovo campione di 5000 galassie ogni 20 minuti.

Galassia di Andromeda, energia oscura
Il disco della Galassia di Andromeda (M31) individuato dal puntatore di DESI. I cerchi più piccoli all’interno rappresentano le regioni accessibili a ciascuno dei 5000 posizionatori di DESI. Credits: DESI Legacy Imaging Surveys

Come funziona esattamente?

Durante la notte, quando il telescopio viene spostato in una posizione ben definita, le fibre ottiche di DESI si allineano per raccogliere la luce delle galassie mentre viene riflessa dallo specchio del telescopio. Cosi facendo, la luce viene immessa in una serie di rivelatori e telecamere CCD per l’elaborazione e lo studio.

“In una notte buona, raccogliamo spettri da circa 150.000 oggetti”, questo afferma il cosmologo del progetto Christophe Yeche, per far capire l’enorme mole di dati che saranno utili agli scienziati. I dati dei precedenti test hanno portato all’individuazione di 120 nuove lenti gravitazionali (distribuzione di materia in grado di curvare la traiettoria della luce in transito in modo analogo a una lente ottica) .

Dark Energy Spectroscopic Instrument
Foto di una piccola sezione del piano focale del DESI. Credits: DESI collaboration

Alla ricerca dell’energia oscura

Perché studiamo l’energia oscura? E a cosa può portare lo studio delle sue proprietà? Queste sono le tipiche domande che vi potete chiedere, ma vediamo più a fondo a cosa può servirci lo studio dell’energia oscura.

Il programma scientifico DESI consentirà ai ricercatori di affrontare due questioni fondamentali: cos’è l’energia oscura e fino a che punto la gravità segue le leggi della relatività generale di Einstein, che costituiscono la base della nostra comprensione del cosmo.

Mentre l’Universo si espande, le galassie si allontanano e la loro luce si sposta verso la lunghezza d’onda del rosso nello spettro del visibile (Legge di Hubble). Quindi maggiore è la distanza dalla galassia, maggiore sarà lo spostamento verso il rosso. Misurando questi spostamenti con DESI, i ricercatori ricreeranno una mappa 3D dell’Universo, che fornirà nuove informazioni sull’energia oscura.

Sappiamo che il circa il 70% dell’energia dell’Universo, oggi, è energia oscura, ma per gli scienziati è più importante studiarne le proprietà. Mentre l’Universo si espande sempre più, DESI guarda nello spazio e nel tempo, scattando fotografie risalenti a oggi, ieri, 2 miliardi di anni fa. E capendo il contenuto energetico di queste istantanee, si potrà capire come il nostro Universo si stia evolvendo e cosa questo implichi.

FONTI VERIFICATE

https://scitechdaily.com/desi-aims-to-create-a-3d-map-of-the-universe-and-unravel-the-mysterious-nature-of-dark-energy/

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