创纪录的试运行成功地启动了暗能量光谱仪的启动

2021年5月18日-一项为期五年的探索宇宙图和揭开“暗能量”之谜的探索活动于昨天(5月17日)在亚利桑那州图森附近的基特峰国家天文台正式开始。为了完成其任务，暗能量光谱仪(DESI)将捕获并研究来自宇宙中数千万个星系和其他遥远物体的光。

DESI是一项国际科学合作，由能源部的劳伦斯·伯克利国家实验室(Berkeley Lab)管理，DOE科学办公室为建设和运营提供了主要资金。

项目科学家说，通过从大约3000万个星系中收集光，DESI将帮助他们构建具有空前细节的宇宙3D地图。这些数据将帮助他们更好地理解与“暗能量”相关的排斥力，该排斥力推动宇宙在广阔的宇宙距离内膨胀的加速。

美国能源部高能物理副主任吉姆·西格里斯特(Jim Siegrist)表示：“我们很高兴看到DESI的启动，DESI是第一个开始进行科学调查的下一代暗能量项目。我们还祝贺伯克利实验室自1999年首次发现以来不断提高我们研究暗能量性质的能力。美国能源部的伯克利实验室成功领导了由13个国家组成的DESI团队，包括美国政府，私人和国际捐助。世界一流的多目标光谱仪的设计，制造和调试。与NSF的强有力的跨部门合作使DOE可以在其Mayall望远镜上安装和操作DESI，这是进行此惊人实验所必需的。除了其暗能量研究的主要任务外，

是什么使DESI与以往的天空勘测不同?该项目主管伯克利实验室(Berkeley Lab)的迈克尔·列维(Michael Levi)说：“我们将测量比以往任何时候都多10倍的银河光谱。这些光谱使我们获得了三维。”他解释说，该仪器不是从银河，类星体和其他遥远物体的二维图像中收集宇宙的光或光谱，因此它“成为一台时光机，我们将这些物体放置在时间轴上，可以追溯到110亿年前。”

DESI提供的3D旅程，沿着110亿年的光路向后穿过附近的明亮星系(黄色)，发光红色星系(红色)，发射线星系(绿色)和类星体(蓝色)，对微弱的光线进行背光照明星系间介质(白线)。此处显示的宇宙狭长体积恰好与手掌保持一臂之长，并显示了5个小时内由DESI测得的3万个星系。在接下来的五年中，DESI的调查量将增加近一千倍。(提供者：David Kirkby / DESI合作)

法国另类能源与原子能委员会(CEA)的宇宙学家纳塔莉·帕兰克·德拉布劳耶(Nathalie Palanque-Delabrouille)说：“ DESI是旨在更好地了解宇宙的新一代仪器中最雄心勃勃的，” )。她说，这项科学计划-包括她自己对类星体的兴趣-将使研究人员能够精确地解决两个主要问题：什么是暗能量?引力遵循广义相对论的程度，这构成了我们对宇宙的理解的基础。

“从将近十年前我们设计调查，确定要观察的目标到现在拥有使我们能够实现这些科学目标的仪器，这是一个漫长的旅程，” Palanque-Delabrouille，说。“看到我们今天的立场非常令人兴奋。”

DESI五年调查的正式开始是在其定制仪器进行为期四个月的试运行之后，该仪器捕获了400万个星系光谱–超过了以前所有光谱学调查的总和。

法国另类能源与原子能委员会(CEA)的宇宙学家纳塔莉·帕兰克·德拉布劳耶(Nathalie Palanque-Delabrouille)说：“ DESI是旨在更好地了解宇宙的新一代仪器中最雄心勃勃的，” )。她说，这项科学计划-包括她自己对类星体的兴趣-将使研究人员能够精确地解决两个主要问题：什么是暗能量?引力遵循广义相对论的程度，这构成了我们对宇宙的理解的基础。

“从将近十年前我们设计调查，确定要观察的目标到现在拥有使我们能够实现这些科学目标的仪器，这是一个漫长的旅程，” Palanque-Delabrouille，说。“看到我们今天的立场非常令人兴奋。”

DESI五年调查的正式开始是在其定制仪器进行为期四个月的试运行之后，该仪器捕获了400万个星系光谱–超过了以前所有光谱学调查的总和。

DESI仪器安装在基特峰国家天文台的尼古拉斯U. Mayall 4米望远镜上。基特峰国家天文台是美国国家科学基金会(NSF)NOIRLab的一项计划，该计划已使能源部能够使用Mayall望远镜进行DESI调查。该仪器包括新的光学器件，可增加望远镜的视场，并包括5,000条自动控制的光纤，可从望远镜视场中相同数量的物体收集光谱数据。

“我们没有使用最大的望远镜，”伯克利实验室的戴维·史莱格尔(David Schlegel)说，他是DESI项目科学家。“这是因为仪器更好并且高度复用，这意味着我们可以一次捕获来自许多不同物体的光。”

实际上，望远镜“实际上是同时指向5,000个不同的星系，”施莱格尔说。他解释说，在任何给定的夜晚，当望远镜移动到目标位置时，光纤都会对齐，以收集从星系镜反射回来的来自星系的光。从那里，光被送入一台光谱仪和CCD相机中，以进行进一步的处理和研究。

CEA的宇宙学家，调查验证负责人Christophe Yeche说：“这实际上是一家工厂-一家光谱工厂。”“我们每20分钟可以收集5,000个光谱。在一个美好的夜晚，我们收集了大约150,000个对象的光谱。”

俄亥俄州州立大学物理学教授克劳斯·洪切德(Klaus Honscheid)说：“但是，到这一点，不仅仅是仪器硬件，它还是DESI中枢神经系统的仪器软件。”系统。他赞扬他的团队以及世界各地数十位构建和测试了DESI组成部件的人员，其中大多数是该仪器独有的。

DESI收集的光谱是与彩虹的颜色相对应的光的组成部分。它们的特性(包括波长)揭示了诸如观察对象的化学成分之类的信息以及有关它们的相对距离和速度的信息。

随着宇宙的膨胀，星系彼此远离，它们的光移向更长，更红的波长。星系越远，其“红移”就越大。通过测量星系的红移，DESI研究人员将创建宇宙的3D地图。图中星系的详细分布有望对暗能量的影响和性质产生新的见解。

犹他大学物理与天文学教授，项目共同发言人凯尔·道森(Kyle Dawson)说：“暗能量是DESI的关键科学驱动力之一。”“我们的目标不是要找出有多少能量，我们的目的是研究其性质。我们知道，当今宇宙中约有70%的能量是暗能量。”

道森解释说，宇宙正在以由其总能量含量决定的速率膨胀。他说，随着DESI仪器在时空上的观察，“我们可以在今天，十亿年前的昨天，二十亿年前的过去做快照，并且要尽可能早地进行快照。然后，我们可以找出这些快照中的能量含量，并查看其变化情况。”

DESI得到了DOE科学办公室和国家能源研究科学计算中心(DOE科学办公室用户设施)的支持。美国国家科学基金会，英国科学技术设施委员会，戈登和贝蒂摩尔基金会，海辛-西蒙斯基金会，法国替代能源和原子能委员会(CEA)，墨西哥国家科学技术委员会，西班牙经济部以及DESI成员机构。

DESI合作很荣幸被允许在Iolkam Du'ag(基特峰)上进行科学研究，该山对Tohono O'odham民族有着特殊的意义。

关于伯克利实验室

劳伦斯·伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)及其科学家在1931年成立时就坚信最大的科学挑战最好由团队解决，并获得了14项诺贝尔奖。如今，伯克利实验室的研究人员开发了可持续的能源和环境解决方案，创建了有用的新材料，推动了计算的前沿，并探索了生命，物质和宇宙的奥秘。来自世界各地的科学家依靠实验室的设施进行自己的发现科学。伯克利实验室是一个多程序国家实验室，由加利福尼亚大学为美国能源部科学办公室管理。