Nakon pet godina sustavnog promatranja noćnog neba, instrument DESI dovršio je prvu verziju dosad najveće trodimenzionalne karte svemira visoke razlučivosti. U njoj se nalazi više od 47 milijuna galaksija i kvazara, uz još 20 milijuna zvijezda iz Mliječne staze, što znanstvenicima otvara novu fazu u proučavanju širenja svemira i uloge tamne energije.
Iako će puni znanstveni rezultati iz petogodišnjeg skupa podataka stizati postupno, već sada je jasno da je riječ o jednom od najambicioznijih kartiranja kozmosa dosad.
Dark Energy Spectroscopic Instrument, skraćeno DESI, tijekom posljednjih pet godina metodično je bilježio položaje milijuna udaljenih objekata i izgradio trodimenzionalni prikaz svemira kakav dosad nije postojao. Nova karta obuhvaća više od trećine cijelog neba i premašila je i očekivanja samih istraživača.
U njoj nisu samo galaksije, nego i kvazari, iznimno sjajne jezgre galaksija u kojima aktivne supermasivne crne rupe snažno zrače, kao i 20 milijuna nama bližih zvijezda unutar Mliječne staze. Upravo raspored tih objekata nosi tragove fizičkih procesa koji su oblikovali svemir kroz goleme vremenske razmjere.
Jedan od voditelja projekta, Will Percival sa Sveučilišta Waterloo i Instituta Perimeter, ističe da je DESI oko 20 puta uspješniji od prethodnih sustava za trodimenzionalno kartiranje svemira. To ne znači samo više podataka, nego i osjetno precizniji uvid u način na koji je svemir rastao, kako su se galaksije grupirale i kako se kozmička struktura razvijala.
Glavni znanstveni cilj projekta nije bio samo izraditi veliku kartu, nego tom kartom odgovoriti na jedno od najvažnijih pitanja suvremene kozmologije: ponaša li se tamna energija doista onako kako se desetljećima pretpostavljalo.
Tamna energija čini oko 70 posto ukupne gustoće energije svemira i povezuje se s ubrzanim širenjem svemira. Dugo je prevladavala slika prema kojoj je riječ o nepromjenjivoj kozmološkoj konstanti. No DESI-jevi rezultati iz prve tri godine rada otvorili su mogućnost da tamna energija ipak nije potpuno stalna, nego da se mijenja kroz vrijeme.
Sada, kada je prikupljen puni petogodišnji skup opažanja, znanstvenici napokon dobivaju priliku ozbiljno provjeriti taj nagovještaj. Ulog je velik, jer bi potvrda takvog odstupanja mogla promijeniti dosadašnje razumijevanje dugoročne sudbine svemira. Ipak, za takve će zaključke trebati još pričekati. Analiza ovako goleme karte traži vrijeme, pa se glavni znanstveni rezultati iz petogodišnjeg skupa očekuju tek 2027., dok bi dodatno dorađeni rezultati iz trogodišnjih podataka mogli stići još ove godine.
Preciznost od koje sve počinje
DESI nije poseban samo po količini podataka nego i po tehnologiji kojom ih prikuplja. Ključ njegova uspjeha leži u 5000 sićušnih robota, od kojih svaki nosi optičko vlakno spojeno na precizni senzor. Ti se roboti pomiču s točnošću manjom od širine ljudske vlasi i usmjeravaju instrument prema unaprijed odabranim dijelovima neba.
Takva preciznost omogućila je brzinu kakva je donedavno bila nezamisliva. U vedrim noćima, sa svoje lokacije na planinskom vrhu u Arizoni, DESI može kartirati više od 100.000 zvijezda i galaksija u jednoj noći. Ono za što su starijim instrumentima bili potrebni tjedni ili mjeseci, DESI obavlja višestruko brže.
Projekt je pritom postao toliko učinkovit da se neka područja neba mogla promatrati više puta, osobito ondje gdje se nalaze vrlo slabi objekti koje je trebalo razlučiti jasnije nego pri prvom prolazu.
DESI je međunarodni projekt u kojem sudjeluje više od 900 istraživača iz 70 ustanova, a njime upravlja Lawrence Berkeley National Laboratory pri američkom Ministarstvu energetike. U izradi karte i pripremi njezine analize sudjelovali su i istraživači sa Sveučilišta Waterloo i Instituta Perimeter, uključujući velik broj studenata.
Njihov rad ne svodi se samo na obradu goleme količine opservacija. Među temama koje se već proučavaju nalaze se kozmičke praznine, golema područja svemira s vrlo malim brojem galaksija, zatim nastanak i razvoj galaksija, njihovo grupiranje kao trag vrlo ranog svemira, mjerenje Hubbleove konstante koja opisuje današnju stopu širenja svemira te određivanje svojstava tamne energije pomoću barionskih akustičkih oscilacija.
Za mnoge članove tima završetak prve velike karte ujedno je i trenutak u kojem se vidi puni rezultat dugogodišnjeg rada, od noćnih smjena u upravljačkim prostorijama teleskopa do razvoja računalnog koda i planiranja svakog promatračkog ciklusa.
Premda je prva velika karta dovršena, DESI ne staje. Plan je da instrument nastavi raditi do 2028. godine, čime bi se postojeća karta mogla proširiti za još oko 20 posto.
Time bi projekt zahvatio i one dijelove neba koje je teže promatrati, primjerice područja u kojima sjaj krakova Mliječne staze otežava opažanja. Uz to, DESI će moći dublje proučiti već kartirana područja i bolje razaznati vrlo slabe sjajne crvene galaksije.
Drugim riječima, dovršena karta nije završni proizvod nego temelj za sljedeću, još zahtjevniju fazu. DESI je najprije promijenio razmjere kartiranja svemira, a sada pokušava otići i korak dalje.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
