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Alumbrando las investigaciones sobre energía oscura

Dark Energy Survey publica un catálogo de más de 700 millones de objetos

14 Enero 2021

El equipo del estudio Dark Energy Survey liberó una colección pública de datos astronómicos e imágenes calibradas que son el resultado de seis años de trabajo de esta investigación. Con datos de más de 700 millones de objetos, se trata de la segunda publicación de datos en los siete años de historia del estudio, y es el tema de las sesiones de hoy y mañana en la reunión 237 de la Sociedad Americana de Astronomía.

DR2 es el segundo lanzamiento de imágenes y catálogo de objetos del estudio Dark Energy Survey, la culminación de más de media década de recopilación y análisis de datos astronómicos con el objetivo final de comprender la tasa de expansión acelerada del Universo y el fenómeno de la energía oscura responsable de la misma. Dark Energy Survey es una colaboración global que incluye al Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE por sus siglas en inglés) Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), el National Center for Supercomputing Applications (NCSA) y NOIRLab de NSF.

Con la inclusión de un catálogo de casi 700 millones de objetos astronómicos, DR2 se basa en los 400 millones de objetos catalogados en la primera publicación de datos del estudio (DR1), perfeccionando la investigación al refinar las técnicas de calibración, que, con las imágenes combinadas más profundas de DR2, conducen a mejores estimaciones de materia total basadas en lentes gravitacionales.

Los investigadores astronómicos alrededor del mundo pueden acceder a estos datos sin precedentes y extraerlos para realizar nuevos descubrimientos del Universo, complementarios a los estudios que está llevando a cabo la colaboración Dark Energy Survey. Es posible acceder a la publicación completa de datos aquí y está disponible para que científicos y el público puedan explorarlo.

Uno de los primeros resultados se relaciona con la construcción de un catálogo de estrellas pulsantes tipo RR Lyrae, que otorga a los científicos información sobre la región del espacio exterior más allá del borde de nuestra Vía Láctea. En esta área casi desprovista de estrellas, el movimiento de RR Lyrae insinúa la presencia de un enorme "halo" de materia oscura invisible, que puede proporcionar pistas sobre cómo se formó nuestra galaxia durante los últimos 12 mil millones de años. En otro resultado, los científicos de DES utilizaron el extenso catálogo de galaxias DR2, junto con los datos del experimento LIGO, para estimar la ubicación de una fusión de agujeros negros e inferir el valor de la constante de Hubble, un parámetro cosmológico clave. Combinando sus datos con otros estudios, los científicos de DES también lograron generar un mapa detallado de los satélites enanos de la Vía Láctea, lo que les da una idea de cómo se ensambló nuestra galaxia y cómo se compara con las predicciones de los cosmólogos.

Las detalladas restricciones cosmológicas de precisión basadas en el conjunto completo de datos de seis años se darán a conocer durante los próximos dos años.

DES fue concebido para mapear cientos de millones de galaxias y para trazar el tamaño del Universo en expansión a medida que éste se acelera bajo la influencia de la energía oscura. DES realizó el mapa de materia oscura más grande y preciso hasta la fecha.

Los datos del estudio, que cubren 5.000 grados cuadrados del cielo del hemisferio Sur, permiten un sinnúmero de otras investigaciones, además de las que se enfocan en la energía oscura, cubriendo una vasto rango de distancias cósmicas, desde el descubrimiento de nuevos objetos cercanos al Sistema Solar, hasta investigaciones sobre la naturaleza de las primeras galaxias creadoras de estrellas en el Universo temprano.

“Este es un hito trascendental. Durante seis años la colaboración del Dark Energy Survey tomó imágenes de distantes cuerpos celestes en el cielo nocturno. Ahora, luego de chequear cuidadosamente la calidad y calibración de las imágenes obtenidas por la Cámara de Energía Oscura, estamos publicando este segundo grupo de datos para el público”, anunció el Director de DES, Rich Kron, de Fermilab y la Universidad de Chicago. “Invitamos a los científicos profesionales y aficionados a investigar en lo que consideramos una invaluable mina de gemas esperando ser descubiertas”.

La herramienta principal para recolectar estas imágenes, la Cámara de Energía Oscura, que fue fabrocada por DOE, se encuentra en el Telescopio Víctor M. Blanco 4-meter financiado por NSF, parte del Observatorio Inter-Americano de Cerro Tololo (CTIO) en los Andes chilenos, un Programa NOIRLab de NSF. Cada semana, entre 2013 y 2019, el DES recolectó miles imágenes del cielo austral, revelando un tesoro de potenciales descubrimientos cosmológicos.

Una vez capturadas, estas imágenes (y la gran cantidad de datos que incluyen) son transferidas al NCSA para su procesamiento mediante el proyecto de Gestión de Datos DES (DESDM). Utilizando el supercomputador Blue Waters en NCSA, el Illinois Campus Cluster, y sistemas computacionales en Fermilab, NCSA prepara productos de datos calibrados para el público y para los investigadores. Tomó aproximadamente cuatro meses procesar un año de datos para convertirlo en un catálogo útil y con capacidad de búsqueda. El DES DR2 está alojado en el Centro de Datos para la Comunidad Científica (CSDC), un Programa de NOIRLab de NSF. CSDC provee sistemas de software, servicios para usuarios y el desarrollo de iniciativas para conectar y respaldar las misiones científicas de los telescopios de NOIRLab, incluyendo al Telescopio Blanco en CTIO.

“Ya que los conjuntos de datos astronómicos actuales son tan vastos, el costo de su gestión es prohibitivo para investigadores individuales o para la mayoría de las organizaciones”, explicó Robert Nikutta, Científico de Proyecto del Astro Data Lab en CSDC. “CSDC provee acceso abierto a grandes conjuntos de datos astronómicos como DES DR2, y las herramientas necesarias para explorarlos y explotarlos; entonces, todo lo que se necesita es alguien de la comunidad con una ingeniosa idea para descubrir ciencia nueva y emocionante”.

El DES DR2 se presentará en dos sesiones en línea en la AAS: Servicios de datos de NOIRLab’s: Una demostración práctica basada en la ciencia con DES DR2 el jueves 14 de enero a las 4:10 pm EST, y el Dark Energy Survey: Nuevos resultados y Liberación de Datos Públicos 2lease 2 el viernes, 15 de enero a las 12 pm EST.

Más Información

NOIRLab de NSF (Laboratorio Nacional de Investigación en Astronomía Óptica-Infrarroja de NSF), el centro de EE. UU. para la astronomía óptica-infrarroja en tierra, 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 Interamericano Cerro Tololo (CTIO), el Centro de Datos para la Comunidad Científica (CSDC) y el Observatorio Vera C. Rubin (en cooperación con SLAC National Accelerator Laboratory del 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 en Tucson, Arizona. La comunidad astronómica tiene el honor de tener la oportunidad de realizar investigaciones astronómicas en Iolkam Du’ag (Kitt Peak) en Arizona, en Maunakea, en Hawai, 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 y para las comunidades locales en Chile, respectivamente.

Sobre DES

Este trabajo es apoyado en parte por la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía de EE. UU. El Dark Energy Survey es una colaboración de más de 400 científicos de 26 instituciones en siete países. La financiación para los proyectos DES ha sido proporcionada por la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía de los EE. UU., La Fundación Nacional de Ciencias de los EE. UU., El Ministerio de Ciencia y Educación de España, el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología del Reino Unido, el Consejo de Financiamiento de la Educación Superior de Inglaterra, ETH Zurich para Suiza, Centro Nacional de Aplicaciones de Supercomputación de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Instituto Kavli de Física Cosmológica de la Universidad de Chicago, Centro de Cosmología y Física de Astropartículas de la Universidad Estatal de Ohio, Instituto Mitchell de Física Fundamental y Astronomía en Texas A&M Universidad, Financiadora de Estudos e Projetos, Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico y Ministério da Ciência e Tecnologia, Deutsche Forschungsgemeinschaft, y las instituciones colaboradoras en Dark Energy Survey.

NCSA en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign proporciona supercomputación y recursos digitales avanzados para la empresa científica de la nación. En NCSA, los profesores, el personal, los estudiantes y los colaboradores de la Universidad de Illinois de todo el mundo utilizan recursos digitales avanzados para abordar los grandes desafíos de la investigación en beneficio de la ciencia y la sociedad. NCSA ha avanzado un tercio de Fortune 50® durante más de 30 años al reunir a la industria, los investigadores y los estudiantes para resolver grandes desafíos a gran velocidad y escala.

Fermilab es el principal laboratorio nacional de Estados Unidos para la física de partículas y la investigación de aceleradores. Fermilab, un laboratorio de la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de Estados Unidos, se encuentra cerca de Chicago, Illinois, y es operado bajo contrato por Fermi Research Alliance LLC, una asociación conjunta entre la Universidad de Chicago y la Universities Research Association, Inc.

La Oficina de Ciencias de DOE es el mayor patrocinador de la investigación básica en ciencias físicas en los Estados Unidos y está trabajando para abordar algunos de los desafíos más urgentes de nuestro tiempo.