Toen de Mayall 45 jaar geleden voor het eerst zijn oog naar de hemel opende, het was een van de grootste optische telescopen die er bestond. Ontworpen om veelzijdig te zijn, haar missie was om astronomen te helpen bij het aanpakken van de grote diversiteit aan astronomische vragen waarmee het veld wordt geconfronteerd. Enorm succesvol, het speelde een belangrijke rol bij veel astronomische ontdekkingen, zoals het vaststellen van de rol van donkere materie in het heelal aan de hand van metingen van de rotatie van sterrenstelsels, en het bepalen van de schaal en structuur van het heelal.

Een telescoop draait om donkere energie te bestuderen

Tegenwoordig werpt het zijn identiteit af als een "onderzoeksinstrument voor alle doeleinden" en, zichzelf opnieuw uitvinden, verandert in een nieuwe toegewijde missie die een van de meest diepgaande problemen in de natuurkunde zal aanpakken:het begrijpen van de mysterieuze fysica van donkere energie, een onbekende vorm van energie waarvan wordt aangenomen dat deze de hele ruimte doordringt en de uitdijing van het heelal versnelt.

Om zich voor te bereiden op zijn nieuwe missie, de Mayall zal tijdelijk sluiten. In de komende 15 maanden zal het zal de grootste revisie in zijn geschiedenis ondergaan ter voorbereiding op de installatie van het Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), een enorm parallelle optische spectrometer die de spectra van 5000 astronomische objecten tegelijk kan meten.

Herontwerp en transformatie

Het beschrijven van de aanstaande transformatie, KPNO-directeur Lori Allen legt uit:"De hele bovenkant van de telescoop, die evenveel weegt als een schoolbus en waarin de secundaire spiegel van de telescoop en een grote digitale camera zijn ondergebracht, zal worden verwijderd en vervangen door DESI-instrumenten." Een grote kraan zal de bovenkant van de telescoop door de observatiespleet in de koepel tillen.

"Deze dag markeert een enorme mijlpaal voor ons, " zei DESI-directeur Michael Levi van het Lawrence Berkeley National Laboratory van het Department of Energy (Berkeley Lab), die de internationale samenwerking van het project leidt. "Nu verwijderen we de oude apparatuur en beginnen we aan het jarenlange proces om de nieuwe spullen aan te brengen." Meer dan 465 onderzoekers van ongeveer 71 instellingen nemen deel aan de DESI-samenwerking.

Het personeel van Kitt Peak kan niet wachten om aan de slag te gaan. "We hebben er zin in om de Mayall klaar te maken voor zijn volgende grote avontuur!" riep David Sprayberry uit, KPNO Site Director voor DESI.

Richard Groen, Directeur van de afdeling Astronomische Wetenschappen van de NSF, toegevoegd, "We zijn zeer verheugd dat de Mayall-telescoop, een kerntroef van de National Science Foundation, kan zo voordelig worden ingezet voor collaboratieve voorhoedewetenschap met het ministerie van Energie."

De ingrediënten van een tweede carrière

Met zijn stevige constructie en het vermogen om een ​​grote strook lucht tegelijk te bekijken, de Mayall is de perfecte partner voor DESI.

"We begonnen het DESI-project door de grote telescopen in de wereld te onderzoeken om er een te vinden die een geschikte spiegel had en niet zou bezwijken onder het enorme gewicht van het instrument, " zei David Schlegel van Berkeley Lab, een DESI-projectwetenschapper. Het DESI-instrument weegt 9 ton.

Gelukkig, de Mayall was "vroegtijdig ontworpen als een slagschip en ontworpen met een breed gezichtsveld, een relatief zeldzaam kenmerk onder grote telescopen, " legde Arjun Dey uit, de NOAO-projectwetenschapper voor DESI. "Het herontwerp handhaaft de oorspronkelijke bedoeling van de faciliteit als een groothoektelescoop, maar we brengen dat nu tot het uiterste!", voegde Lori Allen eraan toe.

De uitbreiding van het gezichtsveld van de telescoop, van minder dan 1 vierkante graad tot 8 vierkante graden, of ongeveer 40 keer de oppervlakte van de volle maan, zal DESI in staat stellen ongeveer een derde van de lucht in kaart te brengen.

Van fotografische platen tot 5000 robotogen op de lucht

In zijn nieuwe incarnatie, de Mayall zal ultra-high-tech gaan, een wereld verwijderd van de beeldtechnologie van zijn begindagen.

Toen Nicholas U. Mayall, de KPNO-directeur toen de Mayall werd gebouwd, bekeek de eerste beelden van de telescoop, op 27 februari 1973, hij deed het met het oog, en de eerste opgenomen beelden van de telescoop werden gemaakt op grote glazen fotografische platen.

Wanneer DESI is geïnstalleerd, het zal worden uitgerust met een ultramoderne reeks van 5, 000 zwenkbare robots, elk zorgvuldig gechoreografeerd om een ​​glasvezelkabel te richten op een voorgeprogrammeerde reeks sterrenstelsels en quasars. Quasars zijn sterrenstelsels die actief voeden, enorme zwarte gaten. De glasvezelkabels dragen het licht van deze objecten naar 10 spectrografen. De cilindrische, fiber-toting-robots zullen ongeveer elke 20 minuten van positie veranderen om een ​​nieuw spectrum vast te leggen.

Over een periode van vijf jaar, DESI zal 30 miljoen sterrenstelsels en quasars onderzoeken en de grootste kaart tot nu toe van het heelal maken tot een afstand van 10 miljard lichtjaar. Het onderzoek start begin 2020.

De Mayall-telescoop is al bezig met wetenschappelijke voorbereidingen voor het DESI-onderzoek, het uitvoeren van een hemelonderzoek dat bekend staat als de Mayall z-Band Legacy Survey (MzLS), een van de vier onderzoeken die DESI zal gebruiken om de sterrenstelsels en quasars te selecteren die het zal bestuderen. De MzLS is gisteren afgesloten, met de laatste wetenschappelijke waarnemingen van de Mayall vóór zijn transformatie. Gegevens van de MzLS en andere onderzoeken zijn openbaar gemaakt en kunnen online worden bekeken.

Kitt Peak National Observatory (KPNO) maakt deel uit van de National Optical Astronomy Observatory (NOAO), die wordt beheerd door de Association of Universities for Research in Astronomy (AURA) in het kader van een samenwerkingsovereenkomst met de National Science Foundation (NSF). NSF is een onafhankelijk federaal agentschap dat in 1950 door het Congres werd opgericht om de vooruitgang van de wetenschap te bevorderen. NSF ondersteunt fundamenteel onderzoek en mensen om kennis te creëren die de toekomst transformeert. DESI-wetenschappers zijn vereerd dat ze astronomisch onderzoek mogen doen op Iolkam Du'ag (Kitt Peak), een berg met een bijzondere betekenis voor de Tohono O'odham Nation.