Los 5000 ojos de DESI se abren mientras el Telescopio Kitt Peak se apronta para mapear el espacio y el tiempo

Instalación del Dark Energy Spectroscopic Instrument finalizará pronto

28 Octubre 2019

Un nuevo instrumento en el Telescopio Mayall de 4 metros, dirige su conjunto de miles de “ojos” de fibra óptica hacia el cosmos, capturando con éxito la luz de galaxias distantes. Este hito marca el comienzo de las pruebas finales del instrumento denominado Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), que se prepara para crear el mapa más detallado del Universo que jamás se haya realizado. El Telescopio Mayall se encuentra en el Observatorio Nacional de Kitt Peak (KPNO) de Estados Unidos y es operado por el Laboratorio Nacional de Investigación para la Astronomía Óptica-Infrarroja de la NSF (NOIRLab). DESI is supported by the Department of Energy, NSF and others.

Mapear para descubrir la materia oscura

A principios del próximo año, DESI iniciará una misión de cinco años para crear un mapa del cosmos. Su objetivo: registrar las posiciones y distancias de 35 millones de galaxias repartidas sobre un tercio del cielo y en el tiempo cósmico, que se remontan a 11 mil millones de años. DESI también estudiará 10 millones de estrellas dentro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. La iniciativa abordará algunos de los problemas más profundos y desconcertantes de la física: la naturaleza y física de la energía oscura, una forma desconocida de energía que, en la actualidad, se extiende por el Universo y acelera su expansión.

Para medir las distancias a las galaxias, DESI toma las huellas de una galaxia, midiendo su espectro. Es decir, la luz de las galaxias individuales se dispersa en finas bandas de color que miden el desplazamiento al rojo de la galaxia y su distancia a la Tierra. Para medir las distancias a millones de galaxias, DESI es altamente multiplexado y emplea tecnología de vanguardia. Los posicionadores robóticos apuntan automáticamente los 5000 ojos de fibra óptica de DESI a conjuntos de galaxias preseleccionados y, calculando sus espectros, determinan cuánto se ha expandido el Universo mientras su luz se dirigía a la Tierra. Bajo condiciones ideales, DESI puede estudiar más de 100.000 galaxias por noche.

“Luego de una década de planificación e I & D, instalación y montaje, nos complace que DESI pueda pronto comenzar su cometido para desentrañar el misterio de la energía oscura”, afirmó el Director de DESI, Michael Levi del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía (Berkeley Lab), la institución líder en la construcción y operaciones. “La mayor parte de la energía y materia del Universo son oscuras y desconocidas, y los experimentos de próxima generación como DESI ofrecen la mejor alternativa para develar estos misterios,” agregó Levy. “Estoy encantado de ver que este nuevo experimento se ha hecho realidad.”

Un Experimentado Telescopio a la Vanguardia del Descubrimiento

La instalación de DESI en el telescopio Mayall de 46 años, que comenzó en febrero de 2018, marca la transformación exitosa de Mayall desde una "herramienta de investigación de uso múltiple" a una instalación más especializada a la vanguardia de la tecnología y el descubrimiento. 

“Con DESI estamos combinando un instrumento moderno con un experimentado telescopio antiguo para lograr una máquina de rastreo de última generación,” said Lori Allen, Director of KPNO at NOIRLab. El Laboratorio, creado recientemente a partir de la unificación del Observatorio Nacional de Astronomía Óptica (NOAO), el Observatorio Gemini y las operaciones de LSST, es el principal centro de EE. UU. para la astronomía óptica-infrarroja terrestre.

Los actuales rastreos de muchos millones de objetos requieren grandes campos de visión, es decir, la capacidad de estudiar grandes áreas del cielo con un solo posicionamiento, además de equipos grandes y pesados. 

“Pese a su antigüedad, el telescopio Mayall está bien mantenido y es la plataforma perfecta para DESI”, dijo David Sprayberry, Director de sitio para DESI en KPNO. “Debido a que fue diseñado originalmente para un campo amplio, el diseño óptico de Mayall se adaptó fácilmente al campo de visión necesario para DESI. El telescopio también es lo suficientemente resistente como para soportar el gran peso de DESI.” 

El instrumento DESI pesa alrededor de 11 toneladas. Tiene un campo de visión de 8 grados cuadrados, o aproximadamente 40 veces el área de la Luna llena.

Trabajo en Equipo y Tecnología

El proyecto DESI y la instalación del instrumento se relaciona tanto con el trabajo en equipo como con la tecnología. La colaboración DESI incluye a casi 500 investigadores de 75 instituciones en 13 países.

“El instrumento DESI es complejo y único en su tipo. Nunca hubiera sido posible sin una colaboración amplia e idónea, con componentes provenientes de todo Estados Unidos y Europa. Es muy emocionante ver que este instrumento se integra casi sin problemas, gracias a la estrecha cooperación de los diversos equipos remotos involucrados”, comentó Parker Fagrelius, Supervisor de Operaciones de Observación de KPNO para DESI.

En los últimos 18 meses, se envió una gran cantidad de componentes de DESI a Kitt Peak, desde instituciones de todo el mundo y se instalaron en el telescopio. 

Los componentes incluyen un conjunto de seis grandes lentes empacados en un barril de acero, que se ha instalado sobre el espejo primario del telescopio, brindando al instrumento un campo de visión expansivo. Los lentes, de aproximadamente un metro de diámetro cada uno, se probaron con éxito en abril.

Otro componente importante es el plano focalde DESI, instalado en la parte superior del telescopio, que lleva los 5000 posicionadores robóticos que giran en una "danza" coreografiada para seleccionar galaxias y estrellas individuales para su estudio. 

Los espectrógrafos de DESI se han incorporado recientemente, ocho de los cuales ya han sido instalados, y los dos últimos llegarán antes de fin de año. Unos 240 kilómetros (150 millas) de cableado de fibra óptica conectan el plano focal en la parte superior del telescopio con los espectrógrafos de DESI ubicados debajo del telescopio. 

Un Potente Motor de Descubrimiento

Aunque fue diseñado para estudiar la energía oscura, DESI también logrará descubrimientos inesperados, ya que las "huellas" espectrales de las estrellas y galaxias que recopilará, codifican más información de la necesaria para llevar a cabo el proyecto. 

“DESI se ha diseñado a la perfección para la exploración de lo desconocido. Entre los millones de galaxias y estrellas que DESI estudiará, hay fuentes astronómicas raras, quizás únicas en su tipo, algunas completamente imprevistas, que esperan ser descubiertas”, afirmó Arjun Dey (KPNO), Jefe de Operaciones de Observación para DESI. Al explorar el cosmos en esta escala, DESI también puede descubrir nuevos fenómenos y quizás incluso nuevas físicas, similares a cómo se descubrió la energía oscura. 

“El descubrimiento de lo inesperado es lo más emocionante para mí”, dijo Dey. 

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.

La Fundación Nacional de Ciencias (NSF por sus siglas en inglés) es una agencia federal independiente creada por el Congreso de los Estados Unidos en 1950 para promover el progreso de la ciencia. NSF apoya la investigación básica y a las personas para crear conocimiento que transforme el futuro.

DESI cuenta con el apoyo de la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de los EE.UU; la Fundación Nacional para las Ciencias, División de Ciencias Astronómicas, bajo contrato con el Laboratorio Nacional de Investigación para la Astronomía Óptica-Infrarroja de la NSF; el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología del Reino Unido; la Fundación Gordon y Betty Moore; la Fundación Heising-Simons; la Comisión Francesa de Energías Alternativas y Energía Atómica (CEA); el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de México; el Ministerio de Economía de España; e instituciones miembros de DESI. Los científicos de DESI se honran en tener la oportunidad de realizar investigaciones astronómicas en Iolkam Du’ag (Kitt Peak), una montaña de particular relevancia para la Nación Tohono O’odham. Vea el listado completo de instituciones que colaborancon DESI y obtenga información adicional sobre DESI aquí: www.desi.lbl.gov.

Contactos

Lori Allen
Director, Kitt Peak National Observatory
Laboratorio Nacional de Investigación para la Astronomía Óptica-Infrarroja de la NSF
Tel: +1 520-318-8281
Correo electrónico: lallen@noao.edu

Arjun Dey
Laboratorio Nacional de Investigación para la Astronomía Óptica-Infrarroja de la NSF
Tel: +1 520-318-8429
Correo electrónico: dey@noao.edu

David Sprayberry
Laboratorio Nacional de Investigación para la Astronomía Óptica-Infrarroja de la NSF
Tel: +1 520-318-8372
Correo electrónico: dsprayberry@noao.edu

Joan Najita
Laboratorio Nacional de Investigación para la Astronomía Óptica-Infrarroja de la NSF
950 N Cherry Ave, Tucson AZ 85719 USA
Tel: +1 520-318-8416
Correo electrónico: najita@noao.edu

Lori Allen
Director, Kitt Peak National Observatory
National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory
Tel: +1 520-318-8281
Correo electrónico: lallen@noao.edu

Arjun Dey
National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory
Tel: +1 520-318-8429
Correo electrónico: dey@noao.edu

David Sprayberry
National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory
Tel: +1 520-318-8372
Correo electrónico: dsprayberry@noao.edu

Joan Najita
National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory
950 N Cherry Ave, Tucson AZ 85719 USA
Tel: +1 520-318-8416
Correo electrónico: najita@noao.edu

Esta es una traducción del Comunicado de Prensa de NOIRLab noirlab1911.