Oct 28

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

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DESI abre sus 5000 ojos
Los 5000 “ojos” espectroscópicos de DESI pueden cubrir un área del cielo aproximadamente 38 veces más grande que la Luna llena, como se ve en esta superposición del plano focal de DESI en el cielo nocturno (arriba). Cada uno de los ojos controlados robóticamente puede fijar un cable de fibra óptica en una galaxia o estrella única para recoger su luz. El punto verde marca la ubicación de un sólo posicionador de fibra. En este primer espectro de luz captado por DESI, la luz reunida de una pequeña región en la galaxia Triangulum, Messier 33, por un solo cable de fibra óptica se dispersa en un espectro (abajo) que revela líneas de emisión. Las líneas codifican los elementos presentes en la galaxia y ayudan a determinar la distancia de la galaxia.
Crédito: Colaboración DESI; Sondeos Legacy; NASA/JPL-Caltech/UCLA; Laboratorio Nacional de Investigación para la Astronomía Óptica-Infrarroja de la NSF; NSF/AURA
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Acercamiento en los 500 espectros DESI
Los posicionadores robóticos de fibra de DESI, que recogen la luz de galaxias y estrellas individuales, están dispuestos en 10 módulos en forma de cuña denominados “pétalos”. Izquierda: una porción del cielo nocturno, estudiada por un pétalo, que incluye la galaxia Messier 33. Los círculos en azul demarcan la región del cielo que puede ser estudiada por cada una de las 500 fibras del pétalo; cada fibra puede apuntar a cualquier posición dentro de su círculo. Derecha: la emisión de la línea de hidrógeno detectada por DESI desde Messier 33, que se muestra como un mapa de colores, con colores más brillantes que indican una emisión más intensa.
Crédito: Colaboración DESI; Laboratorio Nacional de Investigación para la Astronomía Óptica-Infrarroja de la NSF; NSF/AURA
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Un paso más para lograr un mapa 3D del Universo que investigará la naturaleza de la energía oscura

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 (NSF’s OIR Lab).

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”, dijo Lori Allen, directora de KPNO en el NSF’s OIR Lab. 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
El Laboratorio Nacional de Investigación para la Astronomía Óptica-Infrarroja de la NSF, el centro de EE.UU para la astronomía óptica-infrarroja con base en tierra, opera el Observatorio Gemini, el Observatorio Nacional de Kitt Peak (KPNO), el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo (CTIO), el Community Science and Data Center (CSDC), y el Gran Telescopio para Rastreos Sinópticos (LSST). Es 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 se honra en tener la oportunidad de realizar investigación astronómica en Iolkam Du’ag (Kitt Peak), Arizona, en Maunakea, Hawaii y en Cerro Tololo y Cerro Pachón en Chile. Conocemos y reconocemos el importante papel cultural que cumplen estos sitios y el respeto que inspiran en la Nación Tohono O’odham, en las comunidades autóctonas de Hawaii y en las comunidades locales en Chile, respectivamente.

La Fundación Nacional de Ciencias (NSF) es una agencia federal independiente, establecida por el Congreso para promover el avance de las ciencias. NSF apoya la investigación básica y al personal necesario para generar conocimientos que transformen 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.

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Enlaces

Lawrence Berkeley National Laboratory Press Release

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 
Email: lallen@noao.edu

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

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

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