Ankieta dotycząca ciemnej energii - Dark Energy Survey
 Logo Ankiety Ciemnej Energii
| |
| Alternatywne nazwy | DES |
|---|---|
| Typ ankiety |
badanie astronomiczne 
|
| Cel |
ciemna energia
|
| Obserwacje |
Międzyamerykańskie Obserwatorium Cerro Tololo
|
| Strona internetowa | www |
 Powiązane multimedia na Wikimedia Commons
| |
| Część serii na |
| Kosmologia fizyczna |
|---|
 |
The Dark Energy Survey ( DES ) to przegląd astronomiczny mający na celu ograniczenie właściwości ciemnej energii . Wykorzystuje zdjęcia wykonane w bliskim ultrafiolecie , świetle widzialnym i bliskiej podczerwieni, aby zmierzyć ekspansję Wszechświata za pomocą supernowych typu Ia , barionowych oscylacji akustycznych , liczby gromad galaktyk i słabego soczewkowania grawitacyjnego . Współpraca obejmuje instytucje badawcze i uniwersytety ze Stanów Zjednoczonych, Australii, Brazylii, Wielkiej Brytanii, Niemiec, Hiszpanii i Szwajcarii. Współpraca podzielona jest na kilka naukowych grup roboczych. Dyrektorem DES jest Josh Frieman .
DES rozpoczęło się od opracowania i zbudowania Kamery Ciemnej Energii (DECam), instrumentu zaprojektowanego specjalnie na potrzeby badania. Kamera posiada szerokie pole widzenia i wysoką czułość, szczególnie w czerwonej części widma widzialnego oraz bliskiej podczerwieni. Obserwacje przeprowadzono za pomocą DECam zamontowanego na 4-metrowym Teleskopie Victora M. Blanco , znajdującym się w Obserwatorium Międzyamerykańskim Cerro Tololo (CTIO) w Chile. Sesje obserwacyjne trwały od 2013 do 2019 roku; od 2021 roku współpraca DES publikuje wyniki z pierwszych trzech lat badania.
DECam
DECam , skrót od Dark Energy Camera , to duża kamera zbudowana w celu zastąpienia poprzedniej kamery stałoogniskowej w Teleskopie Victora M. Blanco. Kamera składa się z trzech głównych elementów: mechaniki, optyki i CCD .
Mechanika
Mechanika kamery składa się ze zmieniacza filtrów o pojemności 8 filtrów oraz migawki. Jest też tubus optyczny, który obsługuje 5 soczewek korekcyjnych, z których największa ma średnicę 98 cm. Elementy te są przymocowane do płaszczyzny ogniskowej CCD, która jest chłodzona ciekłym azotem do -100 °C w celu zmniejszenia szumów termicznych w CCD. Płaszczyzna ogniskowa jest również utrzymywana w wyjątkowo niskiej próżni 10-6 Torr, aby zapobiec tworzeniu się kondensacji na czujnikach. Cała kamera wraz z obiektywami, filtrami i przetwornikami CCD waży około 4 ton. Po zamontowaniu w ognisku głównym był obsługiwany przez system sześcionóg pozwalający na regulację ogniskowej w czasie rzeczywistym.
Optyka
Kamera jest wyposażona w filtry u, g, r, i, z i Y rozmieszczone w odstępach około 340–1070 nm, podobne do tych stosowanych w Sloan Digital Sky Survey (SDSS) . Pozwala to DES uzyskać pomiary fotometrycznego przesunięcia ku czerwieni do z≈1. DECam zawiera również pięć soczewek pełniących funkcję optyki korekcyjnej, rozszerzającej pole widzenia teleskopu do średnicy 2,2°, jednego z najszerszych pól widzenia dostępnych dla naziemnego obrazowania optycznego i obrazowania w podczerwieni. Jedną istotną różnicą między poprzednimi urządzeniami ze sprzężeniem ładunkowym (CCD) w Teleskopie Victora M. Blanco a DECam jest poprawiona wydajność kwantowa w zakresie długości fal czerwonej i bliskiej podczerwieni.
CCD
Naukowa matryca czujników w DECam to zestaw 62 podświetlanych od tyłu CCD 2048 × 4096 pikseli, łącznie 520 megapikseli; dodatkowe 12 przetworników CCD 2048×2048 pikseli (50 Mpx) jest używanych do prowadzenia teleskopu, monitorowania ostrości i ustawiania. Pełna płaszczyzna ogniskowa DECam zawiera 570 megapikseli. Przetworniki CCD dla DECam wykorzystują krzem o wysokiej rezystywności wyprodukowany przez Dalsa i LBNL z pikselami 15×15 mikronów. Dla porównania, podświetlany przetwornik CCD firmy OmniVision Technologies, który został zastosowany w iPhonie 4, ma piksel 1,75 x 1,75 mikrona i 5 megapikseli. Większe piksele pozwalają DECam na zbieranie większej ilości światła na piksel, poprawiając niską czułość na światło, która jest pożądana w przypadku instrumentu astronomicznego. Przetworniki CCD firmy DECam mają również głębokość kryształów 250 mikronów; jest to znacznie więcej niż większość konsumenckich CCD. Dodatkowa głębokość kryształu zwiększa długość drogi przebytej przez wchodzące fotony. To z kolei zwiększa prawdopodobieństwo interakcji i pozwala CCD mieć zwiększoną czułość na fotony o niższej energii, rozszerzając zakres długości fal do 1050 nm. Z naukowego punktu widzenia jest to ważne, ponieważ pozwala szukać obiektów z większym przesunięciem ku czerwieni, zwiększając moc statystyczną we wspomnianych badaniach. Po umieszczeniu w płaszczyźnie ogniskowej teleskopu każdy piksel ma szerokość 0,263 cala na niebie, co daje całkowite pole widzenia 3 stopnie kwadratowe.
Ankieta
DES sfotografował 5000 stopni kwadratowych południowego nieba w śladzie, który pokrywa się z South Pole Telescope i Stripe 82 (w dużej mierze z pominięciem Drogi Mlecznej). Badanie zajęło 758 nocy obserwacyjnych rozłożonych na sześć dorocznych sesji między sierpniem a lutym, aby przeprowadzić badanie dziesięciokrotnie w pięciu pasmach fotometrycznych ( g , r, i, z i Y ). Badanie osiągnęło głębokość 24 magnitudo w paśmie i na całym obszarze badania. Dłuższe czasy ekspozycji i szybsza kadencja obserwacyjna zostały wykonane w pięciu mniejszych łatach o łącznej powierzchni 30 stopni kwadratowych w celu poszukiwania supernowych.
Pierwsze światło uzyskano 12 września 2012 roku; po okresie weryfikacyjnym i testowym obserwacje naukowe rozpoczęły się w sierpniu 2013 r. Ostatnia sesja obserwacyjna została zakończona 9 stycznia 2019 r.
Wyniki
Słabe soczewkowanie
Słabe soczewkowanie zostało zmierzone statystycznie poprzez pomiar funkcji korelacji ścinania , funkcji dwupunktowej lub jej transformacji Fouriera , widma mocy ścinania . W kwietniu 2015 r. Przegląd Ciemnej Energii opublikował mapy masy wykorzystujące kosmiczne pomiary ścinania około 2 milionów galaktyk na podstawie danych z weryfikacji naukowej między sierpniem 2012 r. a lutym 2013 r.
Galaktyki karłowate
W marcu 2015 r. dwa zespoły opublikowały swoje odkrycia kilku nowych potencjalnych galaktyk karłowatych, które można znaleźć w danych DES z roku 1. W sierpniu 2015 r. zespół Dark Energy Survey ogłosił odkrycie ośmiu dodatkowych kandydatów w danych DES z 2. roku.
Mniejsze planety
Kilka mniejszych planet zostało odkrytych przez DeCama w trakcie The Dark Energy Survey , w tym obiekty transneptunowe (TNO) o wysokim nachyleniu . MPC przydzieliło kod IAU W84 do obserwacji małych ciał Układu Słonecznego przez DeCam. Według stanu na październik 2019 r. RPP niespójnie przypisuje odkrycie 9 ponumerowanych mniejszych planet, z których wszystkie są obiektami transneptunowymi , „DeCam” lub „Dark Energy Survey”. Lista nie zawiera żadnych nienumerowanych mniejszych planet potencjalnie odkrytych przez DeCama, ponieważ kredyty za odkrycie są przyznawane tylko na podstawie numeracji ciała, która z kolei zależy od wystarczająco bezpiecznego określenia orbity.
Lista odkrytych mniejszych planet
| (451657) 2012 Śr 36 | 19 listopada 2012 | lista |
| (471954) 2013 zł 98 | 8 września 2013 | lista |
| (472262) 2014 QN 441 | 18 sierpnia 2014 | lista |
| (483002) 2014 QS 441 | 19 sierpnia 2014 | lista |
| (491767) 2012 VU 113 | 15 listopada 2012 | lista |
| (491768) 2012 VV 113 | 15 listopada 2012 | lista |
| (495189) 2012 VR 113 | 28 września 2012 | lista |
| (495190) 2012 VS 113 | 12 listopada 2012 | lista |
| (495297) 2013 TJ 159 | 13 października 2013 | lista |
| Odkrycia są przypisane odpowiednio do „DECam” i „Dark Energy Survey”. | ||
|---|---|---|
Galeria
Obraz głębokiego pola Dark Energy Survey 
Milionowa ekspozycja kamery Ciemnej Energii. W czasie tej ekspozycji DECam robił zdjęcie gromady galaktyk.
