DESI 力图在一个巨大的空间和充分的回溯时间(基于’红移‘,即遥远天体所发出的光向长波方向的偏移)内描绘宇宙的大尺度结构。通过对跨越全天三分之一天区的约三千万个预选星系的观测,科学家们将使用DESI红移测量数据构建三维的宇宙图像。
DESI巡天基于四种类型的星系,按离我们的距离由近到远排序如下:
- DESI将使用亮星系绘制详细的宇宙图像,延伸至红移0.4,包括暗至20等的星系。这些天体具有足够的亮度可以在近满月时被观测。尽管它们是最容易观测的目标,但它们对于探寻宇宙膨胀加速最强的近期宇宙具有极高的价值。
- DESI还将观测亮红星系。它们是最重的星系之一,由大量年老恒星组成。它们可以在很远的距离下被观测到,并且因具有偏红的颜色而容易从测光数据中被挑选出来。通过这类星系,巡天可以达到红移1。
- DESI项目中最大的样本将来自于发射线星系。它们更暗也更遥远,但它们有着活跃的恒星形成。炽热的年轻恒星会在不同波长处产生强发射线,使得DESI通过它们能够观测到红移1.6的宇宙。
- 更进一步,DESI还将观测类星体。它们是一类星系,其中心的大质量黑洞正在吸积大量气体,而这些气体可以达到相对论速度从而发光。类星体所达到的光度远超星系中的恒星们,使我们可以探测到红移3.5甚至更远。
类星体还有一个重要的附加应用。当光子穿过介于类星体和我们之间的星系际气体时,类星体光谱会产生变化。星系际气体中的中性氢会在紫外波段的一个关键波长处(静止波长121.6纳米)产生吸收,而这一吸收会因为气体的高红移而移动到可见光波长范围。这便产生了所谓的莱曼alpha森林(Lyman-alpha forest)。它意味着每一条类星体光谱不止揭示了类星体本身的位置,还可以描绘出沿视线方向上的星系际中性氢。
最后,DESI还会观测银河系中的恒星们,加深我们对银河系化学丰度和引力动力学的理解,尤其是能帮助我们研究暗物质在其中的作用。