Lorsque le Mayall a ouvert ses yeux vers le ciel il y a 45 ans, c'était l'un des plus grands télescopes optiques existants. Conçu pour être polyvalent, sa mission était d'aider les astronomes à aborder la grande diversité des questions astronomiques auxquelles le domaine est confronté. Très réussi, il a joué un rôle important dans de nombreuses découvertes astronomiques, comme établir le rôle de la matière noire dans l'Univers à partir de mesures de la rotation des galaxies, et déterminer l'échelle et la structure de l'Univers.

Un télescope pivote pour étudier l'énergie noire

Il décline aujourd'hui son identité d'« outil de recherche à tout faire » et, se réinventer, se tourne vers une nouvelle mission dédiée qui s'attaquera à l'un des problèmes les plus profonds de la physique :comprendre la mystérieuse physique de l'énergie noire, une forme d'énergie inconnue dont on pense qu'elle imprègne tout l'espace et accélère l'expansion de l'Univers.

Pour préparer sa nouvelle mission, le Mayall fermera temporairement. Au cours des 15 prochains mois, il subira la plus grande révision de son histoire en vue de l'installation de l'instrument spectroscopique à énergie noire (DESI), un spectromètre optique massivement parallèle capable de mesurer simultanément les spectres de 5000 objets astronomiques.

Refonte et transformation

Décrivant la transformation à venir, La directrice de KPNO, Lori Allen, a expliqué :"Toute l'extrémité supérieure du télescope, qui pèse autant qu'un autobus scolaire et abrite le miroir secondaire du télescope et un grand appareil photo numérique, seront retirés et remplacés par des instruments DESI. » Une grande grue soulèvera l'extrémité supérieure du télescope à travers la fente d'observation de son dôme.

"Cette journée marque une étape importante pour nous, " a déclaré Michael Levi, directeur de DESI du laboratoire national Lawrence Berkeley du ministère de l'Énergie (Berkeley Lab), qui dirige la collaboration internationale du projet. "Maintenant, nous enlevons l'ancien équipement et commençons le processus d'un an pour mettre le nouveau matériel." Plus de 465 chercheurs d'environ 71 institutions participent à la collaboration DESI.

Le personnel de Kitt Peak a hâte de commencer. « Nous sommes impatients de préparer le Mayall pour sa prochaine grande aventure ! » s'exclama David Sprayberry, Directeur de site KPNO pour DESI.

Richard Vert, Directeur de la Division des sciences astronomiques de la NSF, ajoutée, « Nous sommes extrêmement heureux que le télescope Mayall, un atout majeur de la National Science Foundation, peut être déployé de manière si avantageuse pour la collaboration scientifique de pointe avec le ministère de l'Énergie. »

Les préparatifs d'une deuxième carrière

Avec sa construction robuste et sa capacité à voir une grande bande de ciel à la fois, le Mayall est le partenaire idéal pour DESI.

"Nous avons commencé le projet DESI en étudiant les grands télescopes du monde pour en trouver un qui avait un miroir approprié et qui ne s'effondrerait pas sous le poids énorme de l'instrument, " a déclaré David Schlegel du Berkeley Lab, un scientifique de projet DESI. L'instrument DESI pèse 9 tonnes.

Heureusement, le Mayall a été "précocement conçu comme un cuirassé et conçu avec un large champ de vision, une caractéristique relativement rare parmi les grands télescopes, " a expliqué Arjun Dey, le scientifique du projet NOAO pour DESI. "La refonte maintient l'intention originale de l'installation en tant que télescope à grand champ, mais nous poussons maintenant cela à sa limite pratique !" a ajouté Lori Allen.

L'élargissement du champ de vision du télescope, de moins de 1 degré carré à 8 degrés carrés, soit environ 40 fois la superficie de la pleine lune, permettra à DESI de cartographier environ un tiers du ciel.

Des plaques photographiques aux 5000 yeux robotiques dans le ciel

Dans sa nouvelle incarnation, le Mayall passera à l'ultra-high-tech, un monde loin de la technologie d'imagerie de ses débuts.

Quand Nicholas U. Mayall, le directeur de KPNO lors de la construction du Mayall, examiné les premières images du télescope, le 27 février 1973, il l'a fait à l'œil, et les premières images enregistrées par le télescope ont été réalisées sur de grandes plaques photographiques en verre.

Lorsque DESI est installé, il sera équipé d'un réseau de 5, 000 robots pivotants, chacun soigneusement chorégraphié pour pointer un câble à fibre optique vers une séquence préprogrammée de galaxies et de quasars. Les quasars sont des galaxies qui se nourrissent activement, trous noirs massifs. Les câbles à fibres optiques transporteront la lumière de ces objets vers 10 spectrographes. Le cylindrique, les robots à fibre optique se repositionneront pour capturer un nouveau spectre environ toutes les 20 minutes.

Sur une période de cinq ans, DESI étudiera 30 millions de galaxies et de quasars et créera la plus grande carte à ce jour de l'Univers à une distance de 10 milliards d'années-lumière. L'enquête débutera début 2020.

Le télescope Mayall a déjà été engagé dans les préparatifs scientifiques de l'enquête DESI, effectuer une étude du ciel connue sous le nom de Mayall z-Band Legacy Survey (MzLS), l'un des quatre relevés que DESI utilisera pour sélectionner les galaxies et les quasars qu'il étudiera. Le MzLS s'est terminé hier, avec les dernières observations scientifiques prises par le Mayall avant sa transformation. Les données du MzLS et d'autres enquêtes ont été rendues publiques et peuvent être explorées en ligne.

L'observatoire national de Kitt Peak (KPNO) fait partie de l'observatoire national d'astronomie optique (NOAO), qui est exploité par l'Association des universités pour la recherche en astronomie (AURA) dans le cadre d'un accord de coopération avec la National Science Foundation (NSF). La NSF est une agence fédérale indépendante créée par le Congrès en 1950 pour promouvoir le progrès de la science. La NSF soutient la recherche fondamentale et les personnes pour créer des connaissances qui transforment l'avenir. Les scientifiques de DESI sont honorés d'être autorisés à mener des recherches astronomiques sur Iolkam Du'ag (Kitt Peak), une montagne ayant une importance particulière pour la nation Tohono O'odham.