Estudio registra casi dos millones de galaxias, cuásares y estrellas en su publicación preliminar

Una pequeña fracción del gigantesco estudio cósmico DESI ya está disponible a través del Laboratorio Berkeley de DOE, con parte del mismo alojada en el Astro Data Lab de NOIRLab.

13 Junio 2023

Casi dos millones de objetos, que incluyen galaxias distantes, cuásares y estrellas, se encuentran en la publicación preliminar de datos del Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI), del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, en el Observatorio Nacional de Kitt Peak, un Programa de NOIRLab de NSF. Estos datos ayudarán a los investigadores a estudiar la historia de la expansión del Universo con un detalle sin precedentes y explorar otras áreas de la investigación astrofísica de frontera. DESI es financiado por el Departamento de Energía de los Estados Unidos y administrado por el Laboratorio Berkeley.

El Universo observable es muy vasto y se está haciendo más grande con mucha velocidad. Para estudiar la energía oscura, esa misteriosa fuerza detrás de la expansión acelerada de nuestro Universo, los científicos están utilizando el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI), del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) —que se encuentra instalado en el Observatorio Nacional Kitt Peak, un Programa de NOIRLab de NSF— para medir la luz de más de 40 millones de galaxias, cuásares y estrellas. Esa luz le indica a los investigadores lo lejos que está un objeto, permitiéndoles construir un mapa cósmico en 3D. DESI es financiado por el Departamento de Energía de los Estados Unidos y administrado por el Laboratorio Berkeley.

En un anticipo del estudio final, hoy se publicó el primer conjunto de datos, con cerca de dos millones de objetos disponibles para que los investigadores puedan explorarlos. El monumental conjunto de datos proviene de 2.480 exposiciones tomadas por seis meses durante la fase de “validación del estudio” en 2020 y 2021 —el período comprendido desde que se encendió el instrumento hasta el inicio de su funcionamiento científico oficial.

“El hecho de que DESI funcione tan bien, y que la cantidad de datos de grado científico que tomó durante la validación del estudio sea comparable a los estudios del cielo realizados anteriormente, es un logro monumental”, expresó Nathalie Palanque-Delabrouille, co-portavoz de DESI y miembro científico del Laboratorio Berkeley, del Departamento de Energía, que administra el experimento. “Este hito demuestra que DESI es una fábrica espectroscópica única cuyos datos no sólo permitirán el estudio de la energía oscura, sino que también serán requeridos por toda la comunidad científica para abordar otros temas, tales como la materia oscura, las lentes gravitacionales, yla morfología galáctica”, añadió.

La publicación preliminar de datos de DESI está disponible como catálogos y archivos espectrales (que dividen la luz de un objeto en diferentes colores) del Centro Nacional de Computación Científica de Investigación Energética, la supercomputadora que procesa los datos de DESI. Además una parte de la publicación temprana de datos de DESI está disponible como base de datos de búsqueda a través del Laboratorio de datos Astronómicos (Astro Data Lab) en el Centro de Datos para la Comunidad Científica, un Programa de NOIRLab, y en el nuevo Laboratorio de Análisis Espectral y Catálogo Recuperable (SPARCL, por sus siglas en inglés).

“SPARCL es bastante innovador como una base de datos flexible de espectros, mientras que las bases de datos sirven más comunmente para tablas y catálogos”, señaló la astrónoma de NOIRLab y líder de ciencia espectroscópica de AstroData Lab, Stephanie Juneau, quien agregó que “no es la primera base de datos espectral, pero es la primera en proporcionar espectros de DESI. Esta capacidad ofrece varias ventajas en cuanto a rendimiento y comodidad en comparación con los usuarios que tienen que descargar y abrir numerosos archivos para obtener los espectros DESI que les interesa utilizar”.

Hoy, además, la colaboración DESI publicó un conjunto de artículos científicos relacionados con la publicación preliminar, que incluye mediciones primarias de agrupamientos de galaxias, estudios de objetos raros, y descripciones de la instrumentación y de las operaciones del estudio. Los nuevos artículos se basan en la primera medición de DESI sobre la escala de distancia cosmológica que se publicó en abril, la que utilizó los dos primeros meses de datos de estudios rutinarios (que no están incluidos en la publicación inicial de datos) y que también mostró la capacidad de DESI para lograr sus objetivos de diseño.

A medida que el Universo se expande, estira las longitudes de onda de la luz haciéndola más roja; una característica conocida como “corrimiento al rojo”. Cuanto más lejos está una galaxia, mayor será su corrimiento al rojo. DESI, el espectrógrafo de estudio de objetos múltiples más poderoso, se especializa en recolectar corrimientos al rojo que pueden ser usados para resolver algunos de los mayores misterios de la astrofísica: qué es la energía oscura y cómo ha cambiado a lo largo de la historia del Universo. 

“Hay algunos lugares muy recurrentes en los que hemos profundizado en el cielo”, detalló Stephen Bailey, científico de Berkeley Lab que dirige la gestión de datos para DESI agregando que “hemos tomado espectros valiosos en áreas que son de interés para el resto de la comunidad, y esperamos que otras personas tomen esos datos y hagan ciencia adicional con ellos”. 

Ya han surgido dos hallazgos interesantes: la evidencia de una migración masiva de estrellas en la galaxia de Andrómeda; y cuásares increíblemente distantes (agujeros negros supermasivos extremadamente brillantes y activos que se encuentran en los centros de las galaxias).

El investigador postdoctoral en Berkeley Lab, Anthony Kremin, quien lidera el procesamiento de datos de la publicación preliminar, explicó que “observamos algunas áreas profundamente. La gente analizó esos datos y descubrió cuásares con un alto desplazamiento al rojo, los cuales son tan raros que básicamente cualquier descubrimiento de ellos es útil. Esos cuásares de alto desplazamiento al rojo generalmente se encuentran con telescopios muy grandes, por lo que el hecho de que DESI, un instrumento de exploración más pequeño de 4 metros, pudiera competir con esos observatorios dedicados más grandes, fue un logro del que estamos muy orgullosos y demuestra el excepcional rendimiento del instrumento”. 

La validación del estudio también fue una oportunidad para probar el proceso de transformación de datos sin procesar desde los 10 espectrómetros de DESI en información útil.

Por su parte, el Director de Programa para NOIRLab de NSF, Chris Davis, precisó que “el proyecto DESI es un ejemplo fabuloso de cómo dos agencias, NSF y el Departamento de Energía, pueden unirse para maximizar el rendimiento científico de un telescopio establecido. Esperamos muchos años de espectaculares descubrimientos por parte del equipo de investigación y de la comunidad científica de Estados Unidos, en general, a medida que se ponen a disposición del público más datos de DESI”.

Aún hay muchos datos por venir desde el experimento. DESI lleva dos años de sus cinco años de ejecución y ya lleva la delantera en su búsqueda para recopilar más de 40 millones de corrimientos al rojo. El estudio ya ha catalogado más de 26 millones de objetos astronómicos en su ejecución científica, y está agregando más de un millón por mes.

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 de Kitt Peak (KPNO), el Observatorio Interamericano 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 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‘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.

Fundado en 1931 con la creencia de que los mayores desafíos científicos se abordan mejor en equipo, el Lawrence Berkeley National Laboratory y sus científicos han sido reconocidos con 16 premios Nobel. En la actualidad, los investigadores de Berkeley Lab desarrollan soluciones medioambientales y de energía sostenible, crean nuevos materiales útiles, avanzan en las fronteras de la informática y exploran los misterios de la vida, la materia y el universo. Científicos de todo el mundo confían en las instalaciones del laboratorio para su propia ciencia de descubrimiento. Berkeley Lab es un laboratorio nacional multiprograma, administrado por la Universidad de California para la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de los Estados Unidos

La Oficina de Ciencias del DOE es el mayor patrocinador individual de la investigación básica en ciencias físicas en los Estados Unidos y está trabajando para abordar algunos de los desafíos más apremiantes de nuestro tiempo. Para obtener más información, visite energy.gov/science.

DOE’s Office of Science is the single largest supporter of basic research in the physical sciences in the United States, and is working to address some of the most pressing challenges of our time. For more information, please visit energy.gov/science.

DESI cuenta con el apoyo de la Oficina de Física de Alta Energía del Departamento de Energía de Estados Unidos; la División de Ciencias Astronómicas de la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU bajo un contrato de NOIRLab de NSF; el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnologías 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; y las instituciones miembro de DESI. 

DESI se encuentra instalado en el Telescopio de 4 metros Nicholas U. Mayall de la Fundación Nacional de las Ciencias, ubicado en KPNO.

La colaboración DESI se considera honrada de que se les permita realizar investigaciones astronómicas en Iolkam Du’ag (Kitt Peak), una montaña con un significado particular para la Nación Tohono O'odham.

 

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Esta es una traducción del Comunicado de Prensa de NOIRLab noirlab2317.