HETDEX暗能量实验开始全面运行

黄昏时的爱好-埃伯里望远镜。四个伙伴机构的旗帜与美国旗帜一起在开放式圆顶上飘扬。

在进行初步测试观察三年后，Hobby-Eberly望远镜暗能量实验（HETDEX）现在正在训练其全套仪器，以揭示暗能量的本质和演化，暗能量是宇宙的主要组成部分。

HETDEX是由德克萨斯大学奥斯汀分校领导的大型国际财团，涉及大约100位科学家，包括宾州州立大学的研究人员，该公司计划绘制有史以来最大的宇宙图之一。250万个星系的三维地图将帮助天文学家更好地理解为什么宇宙膨胀目前正在加速。

霍恩－埃伯里望远镜（HET）董事会成员兼杰出教授，宾夕法尼亚州立大学天文学与天体物理学系主任唐纳德·施耐德（Donald Schneider）说：“潘恩州立大学很高兴能参与这项基础科学研究。”“该望远镜的创新设计是由宾夕法尼亚州立大学的两位天文学家劳伦斯·拉姆齐和丹尼尔·韦德曼设计的，宾夕法尼亚州立大学的许多天文学家在HETDEX的观测和数据分析中发挥着重要作用。”

Hobby-Eberly望远镜主镜左右两侧的两个黑色结构被昵称为“马鞍包”。他们持有数十台光谱仪，这些光谱仪构成了VIRUS仪器，旨在进行HETDEX（业余爱好-Eberly望远镜暗能量实验）。

HETDEX正在使用位于德克萨斯州西部麦当劳天文台的10米HET来获取来自天空的两个较大区域的数据。一个方向是北斗七星的方向，另一个方向是猎户星座的西南方向。每当望远镜指向这些区域（通常持续20分钟）时，HETDEX的仪器就会记录大约32,000个光谱，捕获10米望远镜视野内每个物体的光的宇宙指纹。

这项调查的项目科学家，德克萨斯大学天文学家卡尔·盖布哈特（Karl Gebhardt）说：“ HETDEX到了。”“我们现在已经完成了程序的三分之一，而且我们拥有这个梦幻般的数据集，可用于测量暗能量的演变。”

HETDEX是一项“盲目”调查；它没有指向特定的目标，而是记录了特定天空上来自所有光源的光。这些光谱是通过32,000根光纤记录的，这些光纤馈入100多个仪器中，一起工作成为一个光谱仪。该组件是可见积分场可复制单元光谱仪（VIRUS），是一个复杂的系统，由数十个仪器副本共同组成，以提高效率。VIRUS是专为HETDEX设计和制造的。

此图显示了霍比·埃伯利望远镜的“焦面”，其中排列了VIRUS的光纤。每个圆都包含448根纤维的正方形网格。当对准望远镜对准VIRUS进行观察时，这32,000根光纤中的每根光纤会同时获取一个光谱，记录视野内每个点的速度，方向和化学组成的大量信息，其大小大约为满月的

德克萨斯大学天文学家，仪器设计者加里•希尔说，“建造病毒”是“一项艰巨的任务”。他说：“在许多方面，它是最大的。”他指出，它具有最多的光纤，并且具有与最大的天文相机一样大的探测器面积。VIRUS还是一个非常强大的仪器，占据了望远镜圆顶内部的大部分体积。

HETDEX团队预计将在2023年12月之前完成他们的观测。盖布哈特说，完成的调查总共将包括十亿个频谱，“是迄今为止最大的频谱调查”。

“要研究暗物质的性质及其演化，我们必须在大约十亿个HETDEX光谱中识别出几百万个特定类型的星系，并绘制其三维分布图，”天文学副教授Jeonghui Jeong解释说。宾夕法尼亚州立大学的天体物理学和HETDEX科学小组负责人，负责研究宇宙中的大型结构。“通过检查这些星系的位置，我们可以将观测结果与暗能量模型进行比较，并确定普通物质，暗物质和暗能量在宇宙历史各个点上的影响。”

这张风车星系（Messier 101）的假彩色图片显示了为HETDEX调查而制造的VIRUS仪器的强大功能。该图像是由21个VIRUS指针的中心部分组成的马赛克图，该部分跨越天空区域，大约是满月大小的一半，并且在覆盖范围上有一些小间隙。颜色显示了年轻恒星（蓝色/白色）和年长恒星（红色/橙色）之间的对比。中断框仅显示此视图中对象“宇宙指纹”的四个示例。从左上角顺时针方向：银河系中的一个白矮星，距我们110亿光年远的活跃星系，距风车银河系2000万光年远的恒星形成区域，距星空30亿光年远的恒星形成星系。

宾夕法尼亚州立大学HETDEX的其他参与者包括天文学和天体物理学教授Robin Ciardullo（他是HETDEX的观测经理），研究教授Caryl Gronwall和副教授Derek Fox。

格隆沃尔说：“将在HETDEX中研究的星系来自宇宙的遥远过去。”“我们探测到的光大约在一百亿年前（当时宇宙只有几十亿年的年龄）离开了这些物体。”

德州大学奥斯汀分校麦当劳天文台的主任兼HET董事会主席Taft Armandroff指出：“ HETDEX代表了许多天文学家和机构的共同努力，对暗能量如何随时间变化进行了首次重大研究。”

HETDEX由得克萨斯大学奥斯汀麦当劳天文台和天文学系牵头，宾州州立大学参与。慕尼黑路德维希·马克西米利安斯大学；马克斯·普朗克地球物理研究所；哥廷根天体物理研究所；波茨坦的莱布尼兹天体物理研究所；德州农工大学牛津大学；马克斯·普朗克天体物理学研究所；东京大学；和密苏里科技大学。

除机构支持外，HETDEX还由美国国家科学基金会（授权AST-0926815），德克萨斯州，美国空军（AFRL FA9451-04-2-0355）以及私人个人和基金会的慷慨支持提供资金。