David Schlegel, Lawrence Berkeley National Laboratory
October 13, 2021
DESI ha batido sus propios récords, mapeando la ubicación tridimensional de 100,000 galaxias distantes y cuásares solo en la noche del 8 de octubre de 2021.
El sondeo principal de DESI comenzó la noche del 14 de mayo de 2021. Casi 100 científicos se unieron al equipo de operaciones en Zoom esa noche para presenciar el comienzo del sondeo. No fue una noche perfecta, ya que la “visión” (el cielo borroso debido a la turbulencia atmosférica) fue peor de lo habitual y se perdió algo de tiempo debido a errores de comunicación de los instrumentos. Aún así, se observaron ocho mosaicos de tiempo oscuro y diez mosaicos de tiempo brillante, lo que fue suficiente para establecer un récord (para cualquier telescopio) de mapear 60,000 galaxias en una sola noche.
La eficiencia operativa de DESI se ha mejorado desde esa primera noche. Un aspecto importante de esto es la “robustez” de los complejos sistemas de control e instrumentos. Hay 5,000 robots de fibra en el extremo superior del telescopio ordenados para moverse cada 15 minutos, 6 cámaras de guía, 4 sensores de frente de onda ópticos, 30 cámaras criogénicas que toman datos en la sala del espectrógrafo, una gran variedad de sensores y docenas de computadoras para controlar todos estos sistemas. No es raro tener fallas menores y no críticas en algún lugar del sistema, y esas fallas deben ser detectadas en lugar de detener todo el sistema.
La eficiencia operativa también se basa en una cuidadosa coreografía de reconfiguración del instrumento entre observaciones: el telescopio se desplaza a su siguiente ubicación en el cielo, el plano focal se vuelve a enfocar a medida que las 375 toneladas de peso en movimiento se hunden ligeramente bajo la gravedad, los 5,000 robots de fibra se vuelven a posicionar para señalar las ubicaciones de galaxias no observadas, y se lee la exposición espectroscópica anterior. El tiempo de exposición intermedia para este baile de actividades que era típicamente de 3 minutos durante la primera noche del sondeo se ha reducido a 2 minutos y 15 segundos. Para esta noche en particular que estableció un récord, la eficiencia del obturador abierto fue del 87%, lo que significa que esa es la fracción de tiempo que los obturadores de los espectrógrafos estuvieron abiertos e integrando la luz de galaxias distantes.
¡Finalmente, el clima debe cooperar! La noche del 8 de octubre fue una noche completamente “oscura”, lo que significa que la luna estaba debajo del horizonte. Los cielos estaban despejados (“fotométricos”) durante todos menos unos minutos cuando una fina capa de nubes se abrió paso. Y la “visión” fue excelente, de tal manera que la confusión de la atmósfera fue de menos de 1 segundo de arco durante la mayor parte de la noche. El cielo no estaba tan oscuro como las mejores noches, en parte porque estábamos observando cerca del plano de la eclíptica donde las partículas de polvo en el sistema solar reflejan pequeñas cantidades de luz del sol. En combinación, el clima era lo suficientemente bueno como para correr a una velocidad de medición del 120%, lo que significa un 20% más rápido de lo esperado en condiciones nominales buenas.

¿Cuántas galaxias se mapearon en esta noche? Completamos observaciones en 29 mosaicos de tiempo oscuro (con un mosaico completando las observaciones de una noche anterior). Cada uno de esos mosaicos incluía aproximadamente 4,200 objetivos de alto desplazamiento al rojo (galaxias o cuásares), con las 800 fibras restantes asignadas a objetivos de calibración. La mayoría de esas galaxias fueron “desplazadas al rojo” (mapeadas) en una sola observación. Estos datos fueron analizados a las 10 am de la mañana siguiente en NERSC (por las siglas en inglés de National Energy Research Scientific Computing Center, el Centro Nacional de Computación Científica de Investigación Energética) para confirmar desplazamientos al rojo confiables para 98,954 galaxias y cuásares. Además, dos mosaicos de tiempo brillante observados durante el crepúsculo vespertino midieron los desplazamientos al rojo de 4,225 galaxias de bajo desplazamiento al rojo, lo que eleva el recorrido total a 103,179 galaxias y cuásares.
¿Se batirá este récord en el futuro? Seguramente, aunque solo sea porque las noches se hacen más largas. Esta noche récord tuvo 9 horas 22 minutos de tiempo entre el crepúsculo astronómico (cuando el cielo está más oscuro con el sol al menos 18 grados por debajo del horizonte). Las mejores noches para establecer récords serán las lunas nuevas más cercanas al solsticio de invierno. Este año, serán las noches del 3 de diciembre (10 horas, 57 minutos) y el 1 de enero de 2022 (10 horas, 59 minutos).
Felicitaciones al equipo de observación de la noche del 8 de octubre de 2021: Liz Buckley-Geer (Fermilab, Observador Principal), Abby Bault (Observador de Apoyo de la Universidad de California en Irvine), Mike Wang (Observador de Apoyo de la Universidad de Edimburgo) y Thaxton Smith (NOIRLab, Asistente de Observación).