Ayer noche, los 5000 ojos de fibra óptica del Instrumento Espectroscópico de la Energía Oscura (DESI) lograron un importante hito, cubriendo por completo el área originalmente planificado para su mapa del universo.
Así, el programa de cinco años de DESI concluye antes de tiempo y con muchos más datos de lo esperado, dando como resultado el mayor mapa 3D de alta resolución del universo jamás realizado. Este mapa permitirá a los investigadores explorar la energía oscura, que da cuenta de un 70 % del universo y que empuja su expansión acelerada.
Comparando cómo las galaxias se distribuían en el pasado con su distribución actual, los investigadores han trazado el efecto de la energía oscura a lo largo de 11.000 millones de años de historia cósmica. Los datos de los tres primeros años de observaciones con DESI sugerían que la energía oscura, que antes se pensaba que era una “constante cosmológica”, podría evolucionar con el tiempo. Ahora, con los datos de los 5 años completos, los investigadores dispondrán de mucha más información para comprobar los resultados preliminares. Si se confirmaran, habría que revisar nuestras teorías y el destino final del universo, que depende del equilibrio entre materia y energía oscura.
El programa de DESI para entender la energía oscura es un trabajo global. Este experimento internacional auna los esfuerzos de más de 900 investigadores (incluyendo 300 estudiantes de doctorado) de más de 70 instituciones. El proyecto está gestionado por el laboratorio nacional Lawrence Berkeley, del Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE), y el instrumento fue construido y es operado con financiación de la Oficina de Ciencia del DOE. DESI está instalado en el telescopio de 4-metros Nicholas U. Mayall en el Observatorio Kitt Peak en Arizona.
En el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), dos equipos trabajan duro en los datos. Francisco Kitaura, Ginevra Favole, Aurelio Carnero y Francesco Sinigaglia se enfocan en entender la información codificada en la distribución de galaxias medida por DESI, usando simulaciones numéricas. David Aguado, Guillaume Thomas y Carlos Allende Prieto, junto a los estudiantes Andrea Ruiz del Pozo, Daniel García Jiménez y Ruizhi Zhang, estan peinando la masiva colección de espectros estelares recogida por DESI para buscar las primeras estrellas que se formaron en la Vía Láctea.
“El proyecto de 5 años de DESI ha sido un éxito espectacular”, dice Michael Levi, director de DESI y cientfífico en el Laboratorio Berkeley. “El instrumento ha funcionado mejor de lo que esperábamos. Los restulados han sido increibles. Y el tamaño y cobertura del mapa, además de lo rápido que hemos podido ejecutarlo, son fenomenales”, añade.
DESI ya ha obtenido datos cosmológicos para un número de galaxias y cuásares seis veces mayor que todos los proyectos anteriores juntos. La colaboración comenzará a procesar la totalidad de los datos inmediatamente, y espera publicar los primeros resultados sobre la energía oscura en 2027.
Una máquina de observar
DESI comenzó a recoger datos en mayo de 2021. Desde entonces, el instrumento ha superado con creces los objetivos originales de la colaboración. El proyecto esperaba recoger luz de 34 millones de galaxias y cuásares a lo largo de los cinco años del proyecto. Pero DESI ya ha observado más de 47 millones de galaxies y cuásares, además de 20 millones de estrellas.
“DESI es un aparato complejo, pero increiblemente robusto, y ha sido apasionante integrar todos sus subsistemas y ver como funciona a la perfección durante tanto tiempo”, dice Connie Rockosi, co-científica del instrumento y catedrática de la Universidad de California en Santa Cruz y los Observatorios de la Universidad de California.
Para elaborar los mapas, los investigadores utilizan software diseñado específicamente para optimizar las observaciones de DESI, y decidir a donde apuntar el telescopio en cada momento. Los posicionadores robóticos alinean las fibras ópticas con una precisión de 10 micras, un error menor que la anchura de un pelo. Las fibras llevan la luz hasta diez espectrógrafos idénticos, que rompen la luz en colores para determinar la posición de los objetos, su velocidad y composición química.
El cielo es el límite
DESI continuará sus observaciones hasta 2028, aumentando el área del mapa en un 20 %, de 14.000 grados cuadrados a 17.000 (el cielo completo tiene 41.000 grados cuadrados). La extensión del mapa cubrirá partes del cielo más difíciles de observar, como zonas cercanas al plano de la Vía Láctea, donde la presencia de estrellas cercanas y brillantes dificulta la observación de objetos más distantes, o hacia el sur, donde la luz sufre una mayor absorción por la atmósfera terrestre.
DESI cuenta con el apoyo por la Oficina de Ciencia del DOE, y por NERSC (EEUU). Cuenta tambien con el apoyo de la NSF de EEUU, el STFC del Reino Unido, la Fundación Gordon y Betty Moore, la Fundación Heising-Simons, la CEA de Francia, la SECIHTI de México, el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades de España, y las instituciones miembros de la Colaboración.
