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Telescopio SOAR utiliza por primera vez skipper CCD para recoger datos astronómicos
Gracias a un programa del Departamento de Energía de Estados Unidos, un grupo de científicos de NOIRLab de NSF, Fermilab, la Universidad de Chicago, y de otras instituciones mostró que el nuevo skipper CCD puede mejorar la investigación cosmológica
20 Junio 2024
Utilizando el Espectrógrafo de Campo Integral de SOAR en el Telescopio de Investigación Astrofísica del Sur de 4 metros (SOAR por sus siglas en inglés), que opera el Observatorio de Cerro Tololo de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos, un equipo de investigadores obtuvo el primer espectro astronómico de un nuevo tipo de dispositivo de carga acoplada (CCD), conocido como skipper CCD.
Los CCDs fueron inventados en 1969, en Estados Unidos, y 40 años después los científicos recibieron el Premio Nobel de Física por sus logros. Se trata de una serie bidimensional de píxeles sensibles a la luz que convierten los fotones entrantes en electrones. Los CCDs convencionales fueron utilizados por primera vez en cámaras digitales y siguen siendo el estándar para muchas aplicaciones científicas, tales como la astronomía, aunque su precisión, para ciertas aplicaciones, está limitada por el ruido electrónico.
Por ese motivo, los skipper CCDs se introdujeron en 1990 para reducir el ruido electrónico a niveles que permitan la medición individual de los fotones. Para ello, consideran diversas mediciones de los píxeles más interesantes y omiten el resto (skip, en inglés). Esta estrategia permite a los skipper CCD aumentar la precisión de las mediciones en áreas de interés en la imagen, reduciendo a la vez el tiempo total de lectura.
En 2017 los científicos fueron pioneros en el uso de skipper CCDs para experimentos sobre la materia oscura, tales como SENSEI y OSCURA, pero la demostración con SOAR los días 31 de marzo y 9 de abril fue la primera vez que la tecnología se utilizó para observar el cielo nocturno y recopilar datos astronómicos.
Los skipper CCD en SOAR fueron utilizados para recolectar espectros astronómicos de un cúmulo galáctico, dos cuásares distantes, una galaxia con brillantes líneas de emisión, y una estrella que está potencialmente asociada con una galaxia ultra difusa dominada por materia oscura. Por primera vez en observaciones astrofísicas con CCD, se consiguió un ruido de lectura por debajo del electrón y se contaron fotones individuales en longitudes de onda ópticas.
Estos avances en la tecnología de CCD permitirán detectar objetos astronómicos más difusos y más distantes con el menor ruido posible. Esto es especialmente valioso para los astrónomos que tratan de comprender la naturaleza misteriosa de la materia oscura o de la energía oscura mediante el estudio de la distribución de estrellas y galaxias.
El proyecto fue fruto de una estrecha colaboración entre físicos, astrónomos e ingenieros en Fermilab, la Universidad de Chicago, NOIRLab de NSF, el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley de DOE, y el Laboratorio Nacional Astrofísico de Brasil.
Más Información
NOIRLab de NSF (Laboratorio Nacional de Investigación en Astronomía Óptica-Infrarroja de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos), el centro de EE.UU. para la astronomía óptica-infrarroja terrestre, opera el Observatorio Internacional Gemini (una instalación de NSF, NRC–Canada, ANID–Chile, MCTIC–Brasil, MINCyT–Argentina y KASI – República de Corea), el Observatorio Nacional Kitt Peak (KPNO), el Observatorio Cerro Tololo (CTIO), el Centro de Datos para la Comunidad Científica (CSDC) y el Observatorio Vera C. Rubin (operado en cooperación con el National Accelerator Laboratory (SLAC) del Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE). Está administrado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA) en virtud de un acuerdo de cooperación con NSF y tiene su sede central en Tucson, Arizona. La comunidad astronómica tiene el honor de tener la oportunidad de realizar investigaciones astronómicas en I’oligam Du’ag (Kitt Peak) en Arizona, en Maunakea, en Hawai‘i, y en Cerro Tololo y Cerro Pachón en Chile. Reconocemos y apreciamos el importante rol cultural y la veneración que estos sitios tienen para la Nación Tohono O’odham, para la comunidad nativa de Hawai‘i y para las comunidades locales en Chile, respectivamente.
El Laboratorio Nacional de Aceleradores Fermi está apoyado por la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de Estados Unidos. La Oficina de Ciencias es la mayor fuente de financiamiento de la investigación básica en ciencias físicas en Estados Unidos y trabaja para abordar algunos de los desafíos más apremiantes de nuestro tiempo. Para mayor información visite science.energy.gov.
Enlaces
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Josie Fenske
Jr. Public Information Officer
NSF NOIRLab
Email: josie.fenske@noirlab.edu
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