El instrumento de espectroscopia de energía oscura (DESI) instalado en el telescopio Nicholas U Mayul de 4 metros en el Observatorio Nacional Kit Peak cerca de Tucson, Arizona. Crédito: KPNO / NOIRLab / NSF / AURA / P. Marienfield
Casi 40 años después de crear el primer mapa icónico del universo, los investigadores apuntan al más grande de todos los tiempos.
En 1983, astrofísicos del Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian (CfA) publicó un mapa cósmico usando 2.400 galaxias. Ahora, los científicos de CfA pretenden trazar 30 millones.
En el mayor intento hasta ahora de mapear el universo, un equipo internacional de investigadores lo está utilizando. DESI, o el instrumento espectroscópico de la energía oscura, para escanear el cielo. Las observaciones comenzaron oficialmente hoy, 17 de mayo, en el Observatorio Nacional Kitt Peak cerca de Tucson, Arizona; La misión tendrá una duración de cinco años con el objetivo de cartografiar 30 millones de galaxias.
Al examinar una vasta extensión de espacio, los científicos de la colaboración de DESI, incluidos docenas de CfA, podrán abordar una gran cantidad de preguntas en la cosmología moderna: cómo el universo primitivo crea estructuras a gran escala, cómo la gravedad hace que la materia se aglomere y forme galaxias, y ¿qué podría estar impulsando la misteriosa aceleración de la expansión del universo?
Primeros mapas del universo
La cartografía del universo tiene una rica historia en CfA, dice Douglas Finkbeiner, investigador de CfA y miembro de DESI Collaboration.
Astrofísicos pioneros lanzados en CfA أطلق Las primeras encuestas sistemáticas para mapear el universo A finales de los setenta. Primero apuntó al equipo dirigido por Mark Davis, John Huchra, Dave Latham y John Tonery. 2400 galaxias, una medida de su corrimiento al rojo, el cambio en la longitud de onda de la luz de un objeto en el espacio, que se puede usar para calcular la distancia desde la Tierra.
El segundo mapa más completo de Margaret Geller y Hochra ha sido revelado en cubrir, cubrir De Ciencias En noviembre de 1989, fue pionera. Ha revelado la red cósmica por primera vez, demostrando que las galaxias no están distribuidas uniformemente en el espacio, sino que están divididas en grupos con vastas extensiones de espacio vacías entre ellas.
Por esa época, la astrofísica Margaret Geller acuñó el término «universo de pompas de jabón«Cuando se dieron cuenta, después de crear los primeros mapas, que estos cúmulos de galaxias se asentaban en las membranas de lo que parecían ser grandes burbujas invisibles que se extendían por millones de años luz.
El instrumento de espectroscopia de energía oscura (DESI) se ha instalado en el telescopio Maywell de 4 metros en el Observatorio Nacional Kit Peak. Crédito: P. Marenfeld y NOAO / AURA / NSF
camino a seguir
Pero, ¿cuáles son las fuerzas cósmicas que crean y dan forma a estas burbujas? Los científicos ahora están deduciendo el trabajo de dos representantes invisibles, la materia oscura y la energía oscura, cuyos orígenes físicos siguen siendo misteriosos, lo que requiere más evidencia de observación para comprender su naturaleza y composición.
Aquí es donde DESI puede ayudar.
Construido con la colaboración de cientos de personas y con el financiamiento inicial de la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía de los EE. UU., DESI ahora se opera en el Telescopio Nicholas U. Mayall de 4 metros modificado en el Observatorio Nacional de Kitt Peak. La herramienta permitirá a los científicos estudiar los desplazamientos al rojo a una escala sin precedentes. Usando 5,000 fibras ópticas controladas robóticamente, DESI puede recolectar datos espectrales, o luz, de 5,000 galaxias simultáneamente.
Al recolectar luz de más de 30 millones de galaxias, DESI ayudará a construir un mapa detallado en 3D del universo que se remonta a 11 mil millones de años. El mapa ayudará a comprender la fuerza repulsiva asociada con la energía oscura que ha impulsado la expansión exponencial del universo durante miles de millones de años.
«DESI es una máquina finamente ajustada, que se basa en las oportunidades de la última tecnología y el aprendizaje de décadas de experiencia en la mejora de hardware, software y estrategia operativa para los principales levantamientos del cielo», dice Daniel Eisenstein, investigador de CfA y miembro de la colaboración DESI. «El resultado es absolutamente sorprendente: una instalación aproximadamente 20 veces más rápida que la tecnología de vanguardia anterior. Estamos obteniendo un corrimiento al rojo de las galaxias 100 veces más débil de lo que apuntamos en el Sloan Digital Sky Survey, hace solo 20 años». «
Cuando los datos de DESI comiencen a surgir, Eisenstein y el equipo de CfA verán cómo se compara con las teorías actuales de la estructura cósmica. Él y sus colegas han utilizado la supercomputadora más rápida de Estados Unidos, Summit at Oak Ridge National Laboratory, para crear simulaciones de cómo aparecían grandes grupos de galaxias y el papel que desempeñaba la energía oscura en ellos.
Finkbeiner, quien ayudó a establecer los objetivos que DESI observará durante los próximos cinco años, cree que todavía hay mucho que aprender de las encuestas de desplazamiento al rojo.
«Las encuestas Redshift proporcionan información clave sobre la cantidad de materia que hay en el universo y cómo se agrupa», dice. «Ahora podemos medir tantas galaxias con tanta precisión que también nos permiten trabajar con energía oscura y neutrinos. Hoy celebramos el inicio de la encuesta DESI y esperamos con ansias los nuevos descubrimientos que traerá».
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