David Schlegel, Lawrence Berkeley National Laboratory
Mayo 14, 2022
En su primer año de operaciones de estudio, DESI ha eclipsado todos los estudios de corrimientos al rojo anteriores al mapear 12.8 millones de galaxias y cuásares únicos. Una cuarta parte de ellos tienen corrimientos al rojo superiores a 1.0.
Hace exactamente un año, DESI comenzó su sondeo de cinco años con más de 100 científicos de DESI en Zoom para presenciar el evento. Aunque se había demostrado que el instrumento proporcionaba datos de calidad científica, todavía no era una operación fluida. Al menos unos pocos científicos e ingenieros se unirían al personal de observación cada noche para solucionar problemas con el telescopio, el plano focal robótico, las cámaras guía, los espectrógrafos, los detectores CCD, los sistemas de refrigeración o los sistemas de control.
A medida que avanzaban las noches y las semanas, se identificaron y solucionaron los problemas que interrumpían las observaciones. Un cierre de 72 noches a partir del 11 de julio de 2021, reparó y reemplazó componentes del plano focal robótico. Las operaciones de regreso a la inspección el 21 de septiembre cambiaron a nuestro modelo actual de personal nocturno de un operador de telescopio en el sitio, un observador líder en el sitio y dos operadores de observación de apoyo remotos (que dividen la noche). Solo en raras ocasiones se sigue llamando a los expertos en instrumentos en medio de la noche para solucionar problemas.
La eficiencia de la observación ha mejorado mucho desde esas primeras noches del sondeo. Rutinariamente logramos un tiempo de obturador abierto del 90%, definido como el tiempo en que los obturadores del espectrógrafo están abiertos y recolectando luz de las galaxias. El otro 10% del tiempo se dedica a mover el telescopio al siguiente campo, leer los detectores CCD y reconfigurar el plano focal (con varios pasos coreografiados para que ocurran simultáneamente). Hasta la fecha, el tiempo récord de apertura del obturador fue de 10 horas y 35 minutos en la larga noche de invierno del 7 de diciembre de 2021.
Durante este primer año, se han recogido datos del sondeo a lo largo de 242 noches. De las noches restantes, 72 fueron para el cierre de mantenimiento y solo 51 se perdieron por completo debido al clima u otras tareas de ingeniería. Se han observado 2462 mosaicos OSCUROS del sondeo principal y 2073 mosaicos BRILLANTES. Los datos sin procesar se transfieren al centro de supercomputación NERSC a medida que se recopilan y se reducen por completo a espectros calibrados y corrimientos al rojo a las 10 a. m. de la mañana siguiente. Hasta la fecha, el mapa de galaxias y cuásares consta de 12.8 millones de desplazamientos al rojo fiables y únicos. Además, se han observado 3.6 millones de estrellas únicas. El número de corrimientos al rojo se representa en función del tiempo a continuación.
Las dos figuras siguientes muestran la distribución de las observaciones en el cielo. El sondeo comenzó observando mosaicos que no se superponen en el cielo. A partir de septiembre de 2021, se observaron mosaicos superpuestos que elevan el número típico de visitas de cada parte del cielo a 5 para el sondeo OSCURO y 3 para el sondeo BRILLANTE. Actualmente, se da prioridad a la observación cerca del ecuador (declinación 0), con desvíos hacia otros lugares para evitar apuntar dentro de los 50 grados de la luna o en la dirección del viento en las noches de viento. En Kitt Peak, los vientos más fuertes son típicamente del sur, lo que ha llevado a algunas observaciones a declinaciones > 32 grados para evitar el movimiento del viento del telescopio. El sondeo OSCURO ha observado 9500 grados cuadrados (de una huella de 14 000 grados cuadrados) con al menos una visita, con aproximadamente 1300 grados cuadrados completamente completados con múltiples visitas.
En honor a la apertura de nuestra tienda en línea, hice un diseño especial DESI que destaca tanto la parte científica como la instrumentación de nuestra colaboración. La “Energía oscura” está representada por un mapa de estructura a gran escala, y el “Instrumento espectroscópico” está representado por nuestro plano focal y sus 5000 posicionadores robóticos.
La selección de LRG se realiza mediante el corte (línea roja) en el espacio (r – z) – (z – W1). Esta selección utiliza la banda infrarroja W1 para separar las galaxias (puntos de color) de las estrellas (puntos grises). Los diferentes colores muestran el desplazamiento hacia el rojo de las galaxias en el espacio de color-color. Esta selección observará ~615 objetivos por grado cuadrado. (Ver Zou et al., en preparación).
Para evitar la contaminación estelar (línea negra suave) en la selección de objetivos, la selección de ELG utiliza un corte en el espacio (r – z) – (g – r). El histograma de color es la distribución de corrimiento al rojo de ELG en el espacio de color. Esta selección observará ~2,387 objetivos por grado cuadrado. (Ver Raichoor et al., en preparación).
Solo las fuentes puntuales se consideran durante la selección y la selección de objetivos tiene como objetivo separar los cuásares de las estrellas. Sin embargo, la separación entre estas dos clases es menos evidente que en los casos anteriores. Se debe aplicar una selección más sofisticada. Los cuásares se seleccionan a través de una clasificación Random Forest en lugar de la clásica selección de cortes de color realizada en estudios espectroscópicos anteriores. La idea de la selección es separar los cuásares de las estrellas en función del “exceso de infrarrojos” de los QSO. El lugar geométrico estelar está ilustrado por la línea roja y los cuásares por los puntos azul/verde/amarillo. Esta selección observará ~308 objetivos por grado cuadrado. (Ver Chaussidon et al., en preparación).
