[Este texto es una versión del press release de LBNL, escrito por Lauren Biron]
El universo es enorme y se expande de forma acelerada: mañana será más grande que hoy y pasado mañana más grande que mañana. La aceleración de la expansión del universo no puede explicarse sin la existencia de una forma de energía desconocida. Esta energía es llamada por los astrofísicos “energía oscura”. Para estudiar la energía oscura, los astrofísicos y astrofísicas del proyecto Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI, por sus siglas en inglés) van a observar más de 40 millones de galaxias, cuásares y estrellas. Hoy, la colaboración ha hecho público su primer lote de datos (al cual se puede acceder sin restricción) con casi 2 millones de objetos, para que puedan ser estudiados.
"Ha sido un gran reto y una gran satisfacción trabajar desde Colombia en un proyecto como DESI", dice Jaime Forero, profesor de planta del Departamento de Física de Uniandes. "Gracias a nuestros aportes en la escritura de software para la planeación, realización y análisis de las observaciones podemos tomar parte de mediciones que se encuentran en la frontera de la cosmología observacional".
El conjunto de datos, de 80 terabytes, proviene de 2.480 exposiciones tomadas a lo largo de seis meses de observación durante la fase de validación del experimento entre 2020 y 2021. En este periodo, previo a la toma principal de datos, los investigadores e investigadoras de DESI se aseguraron que su plan para utilizar el telescopio cumpliera con todos los objetivos científicos. Por ejemplo, verificando cuánto tiempo era necesario para observar galaxias de diferentes brillos, y validando la selección de estrellas y galaxias a observar.
DESI utiliza miles de sensores que capturan la luz de objetos a millones o miles de millones de años luz de distancia. Es la herramienta para cartografiar múltiples objetos más potente del mundo, capaz de medir la luz de más de 100.000 galaxias en una noche. A partir del análisis de esta luz se puede inferir la distancia de galaxias y cuásares, lo que permite construir un mapa cósmico en 3 dimensiones.
"Mi experiencia con los datos de DESI ha sido verdaderamente emocionante y enriquecedora. Como parte de mi tesis de doctorado, he tenido la oportunidad de trabajar en tres proyectos diferentes analizando los datos obtenidos por DESI con herramientas de inteligencia artificial", dice John Fredy Suárez Pérez, estudiante de doctorado en Uniandes y líder del grupo de trabajo de DESI para la detección de anomalías astronómicas, "Estos proyectos abarcaron desde la evaluación de la calidad de los datos hasta la exploración de la distribución de galaxias y su relación con la materia oscura".
A medida que el universo se expande, las ondas de luz se alargan con respecto a nosotros, lo que las hace ver más rojas. Cuanto más lejos está la galaxia, más rojas se ven desde la Tierra. DESI está específicamente diseñado para medir con precisión qué tan rojas se ven las galaxias y cuásares, información que luego se puede usar para resolver algunos de los mayores enigmas de la astrofísica: ¿Qué es la energía oscura y cómo ha cambiado a lo largo de la historia del universo?
Hacer parte de la colaboración implica, también, hacer turnos como observadores de soporte para apoyar remotamente al observador principal, que se encuentra en el telescopio en Arizona. "Realmente, me alegra mucho ver que las noches de trabajo invertidas se materializan en resultados tangibles e importantes para la comunidad científica. Como astrónoma teórica no había tenido la posibilidad de hacer observación y esta ha sido una oportunidad genial para aprender y para contribuir a la colaboración", señala Luz Ángela García, experta en simulaciones, antigua investigadora de apoyo al proyecto desde Uniandes, y actual contribuyente a DESI desde la Universidad ECCI. "Tal vez lo que más me impresionó fue entender que es realmente complejo detectar objetos muy lejanos y brillantes, como cuásares, sobre todo porque tenía algo de experiencia simulando espectros de estos objetos, pero la realidad no se parece en nada al código".
Si bien el objetivo principal de DESI es comprender la energía oscura, gran parte de los datos también se pueden utilizar para otros estudios astronómicos. Por ejemplo, esta primera publicación de datos contiene imágenes detalladas de algunas áreas conocidas del cielo, como el Campo Profundo de Hubble.
Dos de los hallazgos más interesantes que han surgido en este proyecto son la evidencia de una migración masiva de estrellas hacia la galaxia de Andrómeda y el descubrimiento de nuevos cuásares, agujeros negros supermasivos y extremadamente brillantes que se encuentran en el centro de las galaxias, a distancias increíblemente lejanas.
DESI utiliza 5.000 "ojos" de fibra óptica para capturar rápidamente la luz de las galaxias distantes. En buenas condiciones de observación, el experimento puede tomar imágenes de un nuevo conjunto de 5.000 objetos cada 20 minutos. Crédito: Marilyn Sargent/Berkeley Lab.
La primera versión de los datos de DESI ya está disponible de forma gratuita a través del centro de computación de altas prestaciones NERSC (National Energy Research Scientific Computing Center), operado por el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley. Aún quedan muchos datos por registrar. DESI lleva funcionando sólo dos años de un total de cinco previstos, en los que se medirá la distancia de más de 40 millones de galaxias y cuásares. El estudio ya ha catalogado más de 26 millones de objetos astronómicos en su programa de observaciones científicas y agrega más de un millón cada mes.
Algunas cifras de interés sobre la primera tanda de datos del DESI que se acaban de hacer públicos:
Cantidad de datos: 80TB
Exposiciones tomadas: 2.480
Desplazamientos al rojo recopilados: 1,2 millones de objetos extragalácticos (galaxias y cuásares)
Objetos observados en la Vía Láctea: 496.000
Cuásares detectados: 90.000
Tiempo de observación: 6 meses
Tamaño en comparación con el conjunto de datos completo de DESI: 2%
La Universidad de los Andes es la única institución de América del Sur que participa en DESI.
La lista completa de instituciones participantes y más información sobre DESI está disponible en: https://www.desi.lbl.gov
