Astrônomos usando imagens do Observatório Nacional Kitt Peak e do Observatório Interamericano de Cerro Tololo criaram o maior mapa do céu de todos os tempos, compreendendo mais de um bilhão de galáxias. O nono e último lançamento de dados do ambicioso DESI Legacy Imaging Surveys prepara o terreno para uma pesquisa inovadora de 5 anos com o Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), que visa fornecer novos insights sobre a natureza da energia escura. O mapa foi divulgado hoje na reunião de janeiro de 2021 da American Astronomical Society.

Por milênios, os humanos têm usado mapas para entender e navegar em nosso mundo e se colocar em contexto:contamos com mapas para nos mostrar onde estamos, de onde viemos, e para onde estamos indo. Os mapas astronômicos continuam essa tradição em grande escala. Eles nos localizam dentro do cosmos e contam a história da história e do destino do Universo:ele se expandirá para sempre, a expansão está acelerando atualmente por causa de uma quantidade desconhecida chamada energia escura. Mapas astronômicos podem ajudar a explicar o que é essa energia escura e por que existe.

Tirar proveito dessa possibilidade requer um mapa sem precedentes - um que mapeie galáxias desbotadas de maneira mais uniforme e sobre uma área maior do céu do que nunca. Para enfrentar esse desafio, os astrônomos já criaram um novo mapa bidimensional do céu que é o maior já feito em termos de cobertura do céu, sensibilidade, e o número total de galáxias mapeadas.

Entre as mais de 1 bilhão de galáxias no mapa, astrônomos irão selecionar dezenas de milhões de galáxias para estudos adicionais com o Instrumento Espectroscópico de Energia Escura (DESI), a fim de construir o maior mapa 3-D já tentado. Os resultados da pesquisa DESI, que será realizado no Observatório Nacional de Kitt Peak (KPNO), um programa do NOIRLab da National Science Foundation, acabará por fornecer novos insights sobre a natureza da energia escura.

O novo mapa é o resultado dos DESI Legacy Imaging Surveys, um esforço ambicioso de 6 anos envolvendo 1405 noites de observação em três telescópios, anos de dados de um telescópio espacial, 150 observadores e 50 outros pesquisadores de todo o mundo, 1 petabyte de dados (1000 trilhões de bytes), e 100 milhões de horas de CPU em um dos computadores mais poderosos do mundo. As imagens foram tiradas no KPNO e no Observatório Interamericano de Cerro Tololo (CTIO), também um Programa de NOIRLab, e complementado por imagens da missão Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) da NASA. Os dados foram reduzidos no Centro Nacional de Computação Científica de Pesquisa Energética (NERSC) do Berkeley Lab.

O mapa cobre metade do céu, espalhando digitalmente mais de 10 trilhões de pixels, que equivale a um mosaico de 833, 000 fotos de alta resolução em smartphones, e é um dos mais uniformes, pesquisas profundas do céu já realizadas. "Este é o maior mapa em quase todas as medidas, "disse David Schlegel, cientista do co-projeto do DESI que também co-liderou o projeto de imagem. Schlegel é astrofísico do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley do Departamento de Energia (Berkeley Lab), a instituição líder para a colaboração internacional DESI.

Arjun Dey, o Cientista do Projeto DESI para NOIRLab, co-liderou duas das três pesquisas de imagem, servindo como o cientista-chefe para o Mayall z-band Legacy Survey (MzLS) observado pela câmera Mosaic3 no telescópio Nicholas U. Mayall de 4 metros em KPNO, e como cientista co-líder com Schlegel para o Dark Energy Camera Legacy Survey (DECaLS) no DECam no telescópio Víctor M. Blanco de 4 metros no CTIO no Chile.

O terceiro levantamento é o Beijing-Arizona Sky Survey (BASS) observado pela câmera 90Prime no telescópio Bok de 2,3 metros, que pertence e é operado pela Universidade do Arizona e localizado em KPNO.

O esforço coletivo das três pesquisas, Dey disse, "era um dos mais uniformes, pesquisas profundas do céu que já foram realizadas. Foi muito emocionante participar. "

A colaboração DESI selecionará 35 milhões de galáxias e 2,4 milhões de quasares no mapa - alguns tão distantes quanto 12 bilhões de anos-luz - como alvos para a pesquisa DESI. Mais de cinco anos de operações, O DESI criará um mapa 3D gigante do Universo medindo as distâncias das galáxias e a velocidade com que elas se afastam de nós. Para fazer essas medições, DESI pegará a impressão digital de uma galáxia medindo seu espectro:a luz de galáxias individuais será dispersa em finas faixas de cores.

Capturar o espectro de tantas galáxias tão rapidamente requer um alto grau de automação. DESI - equipado com uma matriz de 5000 rotativas, robôs automatizados, cada um carregando um fino cabo de fibra óptica que pode apontar para galáxias individuais - é projetado para medir o espectro de 5.000 galáxias por vez. Os resultados acabarão por fornecer novos insights sobre a misteriosa energia escura que está impulsionando a expansão acelerada do Universo.

A busca para entender a natureza da energia escura levou a grandes oportunidades de descoberta em outras áreas da astronomia. Adam Bolton, Diretor de Ciência Comunitária e Data Center do NOIRLab, explicou:"Para resolver alguns dos maiores mistérios da física fundamental hoje, somos levados a criar enormes bancos de dados digitais de estrelas e galáxias, que, por sua vez, permite uma nova abordagem de mineração de dados para fazer descobertas astronômicas adicionais. "

Com a conclusão do DESI Legacy Imaging Surveys, todos os dados foram divulgados à comunidade científica e ao público. Este lançamento de dados final, conhecido como Data Release 9, foi precedido por outros oito lançamentos de dados intermediários.

O NOIRLab hospedará esses produtos de dados no Astro Data Archive, das imagens originais tiradas com os telescópios aos catálogos que relatam as posições e outras propriedades de estrelas e galáxias. O Astro Data Lab também serve os catálogos como bancos de dados, que os astrônomos podem analisar facilmente usando as ferramentas e serviços do Astro Data Lab, e compará-los com outros conjuntos de dados, dando mais oportunidades de descoberta. Além disso, O Astro Data Lab fornece aos astrônomos exemplos de aplicações científicas e tutoriais para auxiliar em suas pesquisas. Os dados do DESI Legacy Imaging Surveys já foram usados ​​para muitos outros projetos de pesquisa, incluindo esforços de ciência cidadã que utilizam a sabedoria das multidões.