Los astrofísicos acaban de recrear el mapa 3D que muestra por primera vez los verdaderos ‘cimientos’ del Universo

El Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI) ha cartografiado más de 47 millones de galaxias y cuásares, creando el mapa 3D de alta resolución más grande del Universo. Ahora, DESI continuará las observaciones hasta 2028 y ampliará aún más el mapa, que permitirá a los investigadores estudiar la materia oscura, uno de los mayores misterios de la física. La comunidad científica esperaba recopilar datos sobre 34 millones de galaxias y cuásares durante los primeros años de la misión, pero el instrumento funcionó con tanta eficiencia que capturó más de 47 millones de galaxias y cuásares, además de más de 20 millones de estrellas cercanas utilizadas para estudiar la Vía Láctea.

Al comparar cómo se agrupaban las galaxias en el pasado con su distribución actual, los investigadores han estudiado la influencia de la materia oscura a lo largo de 11.000 millones de años de historia cósmica, y los resultados indican que podría estar evolucionando con el tiempo. El proyecto está gestionado por el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía (Berkeley Lab ), y DESI fue construido y opera con fondos de la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía. Actualmente, el instrumento se encuentra en el Telescopio Nicholas U. Mayall de de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. en el Observatorio Nacional Kitt Peak (un programa de NSF NOIRLab) en Arizona.

El mapa 3D más completo del universo

«El estudio de cinco años de DESI ha sido un éxito rotundo», declaró Michael Levi, director de DESI y científico del Laboratorio Berkeley. «El instrumento funcionó mejor de lo previsto. Los resultados han sido increíblemente emocionantes. Y la magnitud y el alcance del mapa, así como la rapidez con la que hemos podido ejecutarlo, son fenomenales. Vamos a celebrar la finalización del estudio original y luego comenzaremos a analizar los datos, porque todos tenemos curiosidad por descubrir qué nuevas sorpresas nos esperan».

DESI ha recopilado datos cosmológicos de seis veces más galaxias y cuásares que todas las mediciones anteriores juntas. Ahora, los investigadores empezarán a procesar los datos obtenidos, y se espera que los primeros resultados definitivos sobre la materia oscura estén disponibles en 2027.

«El Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura ha superado con creces todas las expectativas, ofreciendo un mapa tridimensional del universo sin precedentes que revolucionará nuestra comprensión de la energía oscura», declaró Kathy Turner, Directora del Programa Frontera Cósmica de la Oficina de Física de Altas Energías del Departamento de Energía. «Desde su concepción, imaginamos un proyecto que ampliaría los límites de la cosmología, y ver su espectacular culminación en su estudio inicial, antes de lo previsto y con datos tan valiosos, es increíblemente gratificante. La dedicación y el ingenio de toda la colaboración del DESI han hecho posible esta ciencia de vanguardia, y me siento inmensamente orgullosa de los resultados revolucionarios que ya estamos observando y de los descubrimientos que están por venir a medida que continuamos explorando los misterios de nuestro cosmos».

El éxito del proyecto resulta aún más impresionante si se tienen en cuenta los desafíos técnicos, ya que, entre sus características, destaca que el instrumento está compuesto por 5.000 sensores de fibra óptica. «DESI es un sistema complejo pero extraordinariamente robusto, y ha sido muy gratificante verlo funcionar tan bien durante tanto tiempo», comentó Connie Rockosi, coinvestigadora científica de DESI y profesora de la UC Santa Cruz y los Observatorios de la UC. “Hemos aprendido sobre el instrumento durante cinco años y conocemos bastante bien su funcionamiento. Esto es importante porque su eficiencia es la razón por la que estamos aquí, al final del estudio original de DESI, con datos tan valiosos y tantos descubrimientos científicos».

Para elaborar el mapa 3D más completo del Universo, los investigadores utilizan un software especializado que permite optimizar las observaciones de DESI y decidir con precisión hacia qué regiones del cielo debe apuntar el telescopio en cada momento. Los posicionadores robóticos alinean las fibras ópticas con una exactitud de unos 10 micras, un margen de error menor que el grosor de un cabello humano. Estas fibras canalizan la luz hacia diez espectrógrafos idénticos, que descomponen la luz en sus distintos colores para obtener información sobre la distancia, la velocidad y la composición química de los objetos observados.

DESI seguirá realizando observaciones hasta 2028, ampliando el área cartografiada en aproximadamente un 20 %, pasando de unos 14.000 a 17.000 grados cuadrados (el cielo completo abarca unos 41.000 grados cuadrados).

Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC)

En el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), dos equipos trabajan duro en los datos. Francisco Kitaura, Ginevra Favole, Aurelio Carnero y Francesco Sinigaglia se enfocan en entender la información codificada en la distribución de galaxias medida por DESI, utilizando simulaciones numéricas. David Aguado, Guillaume Thomas y Carlos Allende Prieto, junto a los estudiantes Andrea Ruiz del Pozo, Daniel García Jiménez y Ruizhi Zhang, estan analizando los espectros estelares recogida por DESI para buscar las primeras estrellas que se formaron en la Vía Láctea.