DESI crea el mapa tridimensional más grande del cosmos
La colaboración cuenta con la participación de investigadores del IEEC en el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC) y el Instituto de Ciencias del Cosmos (ICCUB).
El Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI, por sus siglas en inglés) ha completado sus primeros 7 meses de observación, superando así todos los estudios anteriores de cartografiado tridimensional de galaxias. Transcurrido tan solo un 10 % de los 5 años de observación previstos, DESI ya ha conseguido crear el mapa más grande y detallado del universo hasta la fecha. En la colaboración DESI participan investigadores del Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) en el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC) y el Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICCUB).
Una vez completado el proyecto de DESI, el mapa tridimensional de galaxias creado, que contará con un detalle sin precedentes, ayudará a estudiar la energía oscura y contribuirá a una mejor comprensión del pasado y del futuro del universo. Este mapeo será esencial para entender los procesos que regulan la formación y evolución de las galaxias.
Mientras tanto, el impresionante rendimiento técnico y los logros que DESI ya ha alcanzado hasta la fecha están ayudando a la comunidad científica a revelar los secretos de las fuentes de luz más poderosas del universo. Con él se ha podido recrear un mapa muy detallado de la distribución de galaxias en tres dimensiones, y se ha podido ver su estructura en filamentos, cúmulos y zonas vacías. Para ello, DESI requiere de un control increíblemente detallado de los 5000 robots de nueva generación que colocan las fibras ópticas que componen el instrumento, de manera que sus posiciones sean las correctas con menos de 10 micras de error.
«Con el sistema de 5000 fibras robóticas que tiene el telescopio estamos aumentando la precisión cosmológica hasta límites nunca antes vistos», comenta Santiago Serrano, investigador del IEEC en el ICE-CSIC, que ha diseñado el programario (software) de autoguiado del instrumento. «Los sistemas de autoguiado tienen que ayudar a posicionar el instrumento de tal manera que pueda recoger la luz de las galaxias que están a una distancia de más de mil millones de años luz. Es muy gratificante constatar que el trabajo que has llevado a cabo para que el instrumento apunte adecuadamente sirve para desvelar los secretos del universo», añade.
que a su vez se compone de 100 mil millones a 1 billón de estrellas. La gravedad ha agrupado las galaxias en estructuras
llamadas «telaraña cósmica», con densos cúmulos, filamentos y vacíos (D. Schlegel/Berkeley Lab usando datos de DESI).
Estudiando los ecos del universo
Ese nivel de precisión es necesario para lograr la tarea principal del cartografiado: recopilar espectros de millones de galaxias, determinando así su posición en más de un tercio de todo el cielo. Con un mapa tridimensional del cosmos en la mano, los físicos serán capaces de trazar cúmulos y supercúmulos de galaxias, estructuras que llevan ecos de su formación inicial, de cuando eran solamente ondas en el cosmos primordial. La detección de estos contribuirá a entender la física de los 10^-32 primeros segundos de vida del universo y determinar, así, la historia de su expansión.
Pero para desvelar el destino del universo se tendrá que esperar hasta que DESI haya completado una parte mayor de su cartografiado. Mientras tanto, el instrumento está ya produciendo avances en nuestro conocimiento del pasado lejano, hace más de diez mil millones de años, cuando las galaxias todavía eran jóvenes.
Una parte de los datos de DESI se están usando para entender el comportamiento de los agujeros negros de masa intermedia en galaxias pequeñas. Se cree que todas las galaxias grandes, como la nuestra, albergan en sus núcleos agujeros negros enormes. Pero todavía se desconoce si las galaxias pequeñas también cuentan con sus propios agujeros negros (más pequeños).
A pesar de que dichos agujeros negros son prácticamente imposibles de descubrir, si atraen material suficiente resultan más fáciles de localizar. A medida que polvo, gas y otros materiales caen en el agujero negro, se calientan dando lugar al demonimado un núcleo galáctico activo (AGN, por sus siglas en inglés). En galaxias grandes, los AGN se encuentran entre los objetos más brillantes del universo conocido. Pero en galaxias más pequeñas, los AGN pueden ser más débiles y, consecuentemente, más difíciles de distinguir de estrellas recién nacidas.
«Los espectros tomados con DESI ayudarán a resolver este problema», comenta Mar Mezcua, investigadora del IEEC en el ICE-CSIC. Y añade: «La gran extensión del cielo cubierta producirá más información acerca de los núcleos de galaxias pequeñas que cualquier observación anterior».
Al final del proyecto, en 2026, se espera que el catálogo de DESI cuente con más de 35 millones de galaxias, lo que permitirá llevar a cabo una enorme variedad de investigaciones sobre cosmología y astrofísica.
imagen. En su interior está situado el espectrógrafo de DESI (Marilyn Chung/Berkeley Lab).
La colaboración DESI
El instrumento DESI se encuentra instalado en el telescopio de 4 metros Nicholas U. Mayall en el Observatorio Nacional Kitt Peak cerca de Tucson (Arizona, Estados Unidos). Vio la primera luz a finales de 2019. La pandemia de coronavirus mantuvo el telescopio cerrado varios meses, hasta que en diciembre de 2020 DESI volvió a mirar al cielo para probar su hardware y software. En mayo de 2021 DESI estaba listo para comenzar sus observaciones. El proyecto es una colaboración científica internacional gestionada por el Berkeley Lab y está financiado por las siguientes instituciones: U.S. Department of Energy’s Office of Science; National Science Foundation de Estados Unidos; Division of Astronomical Sciences bajo contrato con el National Optical Astronomy Observatory; Science and Technologies Facilities Council del Reino Unido; Fundación Gordon and Betty Moore; Fundación Heising-Simons; French Alternative Energies and Atomic Energy Commission (CEA); Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de México; Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades de España y las instituciones miembros de DESI. Los científicos de DESI se sienten honrados de que se les permita llevar a cabo investigaciones astronómicas en el lolkam Du'a (Kitt Peak, Arizona), una montaña con particular significado para la nación Tohono O’odham.
La lista completa de instituciones participantes y más información sobre DESI está disponible aquí.
Nota de prensa hecha en colaboración con las Oficinas de Comunicación del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC), el Institut de Física d’Altes Energies (IFAE), el Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICCUB) y el Instituto de Física Teórica (UAM-CSIC) en representación de la colaboración DESI. Versión adaptada.
Imagen Principal
Telescopio Nicholas U. Mayall
Leyenda: Estelas de estrellas sobre el telescopio de 4 metros Nicholas U. Mayall en el Observatorio Nacional Kitt Peak cerca de Tucson, Arizona (EE.UU.)
Créditos: KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld
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