Galaxias, cuásares lejanos y estrellas de la Vía Láctea son algunos de los primeros cuerpos celestes analizados por el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura DESI, en el que participa el Instituto de Astrofísica de Canarias.

El Universo es grande y continúa creciendo. Para estudiar la energía oscura, esa misteriosa fuerza detrás de la expansión acelerada del Universo, los científicos han comenzado a utilizar el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI, por sus siglas en inglés), que cartografiará más de 40 millones de galaxias, cuásares y estrellas desde el telescopio Mayall, instalado en el Observatorio Kitt Peak en Arizona (Estados Unidos). La colaboración de este proyecto, en el que participa el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha hecho público hoy su primer paquete de datos, que recoge casi 2 millones de objetos para su posterior análisis.

El conjunto de datos abarca 80 terabytes fruto de más de 2.400 exposiciones obtenidas a lo largo de seis meses durante la fase de "validación del proyecto" en 2020 y 2021. En este periodo, comprendido entre la puesta en marcha del instrumento y el inicio de las operaciones científicas oficiales, los investigadores se aseguraron de que el programa de observaciones se ajusta a los objetivos científicos del proyecto, comprobando cuánto tiempo se tardaba en observar galaxias de diferente brillo y validando la selección de objetos a observar.

"El hecho de que DESI funcione tan bien, y que la cantidad de datos de calidad que tomó durante la fase de validación sea comparable a la totalidad de los datos de proyectos precedentes, es un logro monumental", afirma Nathalie Palanque-Delabrouille, una de las portavoces de DESI y científica del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) del Departamento de Energía de EEUU, que gestiona el experimento.

DESI utiliza 5.000 posicionadores robóticos para mover las fibras ópticas que captan la luz de objetos astronómicos. Se trata del espectrógrafo multiobjeto más potente del mundo, capaz de medir la luz de más de 100.000 galaxias en una noche. Esa luz indica a los investigadores la distancia a la que se encuentra cada galaxia, lo que permite construir un mapa cósmico en 3D.

Parte de la validación del cartografiado DESI incluyó el "Estudio del Uno por Ciento" que se puede ver en este video. Los investigadores tomaron imágenes detalladas en 20 direcciones diferentes del cielo, creando un mapa 3D de 700.000 objetos y cubriendo, aproximadamente, el 1% del volumen total que DESI estudiará. Con el instrumento y el plan de estudio testados con éxito, la muestra principal de DESI está ahora rellenando los huecos entre esas observaciones. Crédito: David Kirkby/Colaboración DESI.

En el IAC, hay dos equipos que participan en DESI. Uno de ellos es el liderado por Francisco-Shu Kitaura junto a Ana Almeida, Andrés Balaguera-Antolínez, Aurelio Carnero, Ginevra Favole, y Francesco Sinigaglia, que se centra en la Cosmología y desarrolla técnicas rápidas que permiten un análisis robusto de las observaciones. “La distribución de las galaxias analizadas por el instrumento DESI permitirá arrojar luz sobre cómo se formaron las mayores estructuras del Universo, lo que podrá utilizarse para estudiar el origen y los componentes básicos del Cosmos”, explica Kitaura.

El segundo equipo del IAC, dirigido por Carlos Allende Prieto con David Aguado, Jonay González-Hernández, Rafael Rebolo y Guillaume Thomas, utiliza las observaciones estelares de DESI para estudiar la formación y evolución de nuestra galaxia. “Nuestro interés se centra particularmente en la formación de las primeras estrellas del Universo”, señala Allende Prieto, quien aclara que también han utilizado el Gran Telescopio Canarias “para comprobar la concordancia de los datos obtenidos por ambas infraestructuras científicas”.

DESI utiliza 5.000 "ojos" de fibra óptica para recoger la luz de galaxias lejanas. En buenas condiciones de observación, el experimento puede obtener imágenes de un nuevo conjunto de 5.000 objetos cada 20 minutos. Crédito: Marilyn Sargent/Berkeley Lab.

Los primeros datos de DESI están disponibles de forma abierta y gratuita a través del National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC). Del mismo modo, también es posible visualizar en internet un vídeo que muestra su funcionamiento; y que se exhibirá este verano en el Museo de la Ciencia y el Cosmos, de Museos de Tenerife.

DESI cuenta con el apoyo de la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) y del NERSC, que es una infraestructura de la Oficina de Ciencia del DOE. También cuenta con el apoyo adicional de la Fundación Nacional de la Ciencia de Estados Unidos, el Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas del Reino Unido, la Fundación Gordon y Betty Moore, la Fundación Heising-Simons, la Comisión de Energías Alternativas y Energía Atómica (CEA) de Francia, el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de México, el Ministerio de Ciencia e Innovación de España y las instituciones miembros de DESI.

El Observatorio Nacional de Kitt Peak es un programa del NOIRLab de la NSF. La colaboración DESI se siente honrada de que le permitan conducir investigación científica en Iolkam Du’ag (Kitt Peak), una montaña de especial significancia para la Nación Tohono O’odham.

Contacto en el IAC:

Carlos Allende (carlos.allende.prieto [at] iac.es (carlos[dot]allende[dot]prieto[at]iac[dot]es))