Una imagen de mosaico multicolor del cúmulo de galaxias masivo, Abell 370, ubicado en la constelación de Cetus, llamado así por un monstruo marino en la mitología griega. Los cúmulos de galaxias son las estructuras más grandes del universo unidas por la gravedad, y constan de miles de galaxias y grandes cantidades de materia oscura. Abell 370 se formó cuando dos cúmulos de galaxias menos masivos se fusionaron hace miles de millones de años. Se encuentra a más de 6.500 millones de años luz de la Tierra. El mosaico tiene aproximadamente 4,5 millones de años luz de diámetro y se ha construido a partir de imágenes ópticas profundas en la octava publicación de datos de Legacy Surveys. Crédito:John Moustakas / Siena College; Equipo de Legacy Surveys
Se necesitaron tres estudios del cielo, realizados con telescopios en dos continentes, cubriendo un tercio del cielo visible, y requiriendo casi 1, 000 noches de observación:para prepararse para un nuevo proyecto que creará el mapa tridimensional más grande de las galaxias del universo y obtendrá nuevos conocimientos sobre la expansión acelerada del universo.
Este proyecto de Instrumento espectroscópico de energía oscura (DESI) explorará esta expansión, impulsado por una propiedad misteriosa conocida como energía oscura, en gran detalle. También podría hacer descubrimientos inesperados durante su misión de cinco años.
Las encuestas, que concluyó en marzo, han acumulado imágenes de más de mil millones de galaxias y son esenciales en la selección de objetos celestes para apuntar con DESI, ahora en construcción en Arizona.
El último lote de datos de imágenes de estas encuestas, conocido como DR8, fue lanzado públicamente el 8 de julio, y una herramienta Sky Viewer en línea proporciona un recorrido virtual de estos datos. Se planea una publicación de datos final de los estudios de imágenes de DESI a finales de este año.
Los científicos seleccionarán alrededor de 33 millones de galaxias y 2,4 millones de cuásares del conjunto más grande de objetos fotografiados en los tres estudios. Los quásares son los objetos más brillantes del universo y se cree que contienen agujeros negros supermasivos. DESI apuntará a estos objetos seleccionados para varias mediciones después de su inicio, que se espera para febrero de 2020.
DESI medirá cada objetivo en un rango de diferentes longitudes de onda de luz, conocido como espectro, del conjunto seleccionado de galaxias repetidamente a lo largo de su misión. Estas mediciones proporcionarán detalles sobre su distancia y aceleración desde la Tierra.
Una colección de 5, 000 robots giratorios, cada uno con un cable de fibra óptica, apuntará a conjuntos de objetos celestes preseleccionados para recopilar su luz (ver un video relacionado) para que pueda dividirse en diferentes colores y analizarse utilizando una serie de dispositivos llamados espectrógrafos.
Este mapa muestra las áreas del cielo cubiertas (azul) por tres estudios realizados en preparación para DESI. Crédito:Universidad de Arizona
Tres encuestas, 980 noches
"Típicamente, cuando solicita tiempo en un telescopio, obtiene hasta cinco noches, "dijo David Schlegel, un científico del proyecto DESI en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía de EE. UU. (Berkeley Lab), que es la institución líder en la colaboración DESI. "Estas tres encuestas por imágenes totalizaron 980 noches, que es un número bastante grande ".
Las tres encuestas por imágenes para DESI incluyen:
Los equipos de inspección en el sitio, por lo general dos investigadores del proyecto DESI por noche de observación para cada una de las encuestas, desempeñaron una especie de función de "salvavidas", Dijo Schlegel. "Cuando algo salió mal, ellos estaban allí para arreglarlo, para mantener la vista en el cielo, "y los investigadores que trabajaban de forma remota también ayudaron en la resolución de problemas.
A principios de marzo Eva-Maria Mueller, investigador postdoctoral en la Universidad de Portsmouth del Reino Unido, y Robert Blum, ex subdirector del Observatorio Nacional de Astronomía Óptica (NOAO) que administra los sitios de la encuesta, estaban de servicio con un pequeño equipo en la sala de control del telescopio Víctor Blanco de la NSF en una montaña chilena de una milla de altura para la última noche de las imágenes de la encuesta DECaLS.
Sentado varios pisos debajo del telescopio, Mueller y Blum vieron imágenes en tiempo real para verificar la posición y el enfoque del telescopio. Mueller, que estaba participando en un turno de cinco noches que fue su primer período de observación para las encuestas de DESI, dijo, "Esto siempre fue una especie de sueño de la infancia".
Blum, que había registrado muchas noches en el telescopio Blanco para DECaLS, dijo, "Es realmente emocionante pensar en terminar esta fase". Señaló que esta última noche se centró en "limpiar pequeños agujeros" en la imagen anterior. Blum ahora se desempeña en un nuevo rol como director de operaciones interino para el Gran Telescopio de Levantamiento Sinóptico que se está instalando en Chile.
Una imagen aérea del Observatorio Interamericano Cerro Tololo en Chile, con la cúpula plateada del telescopio Blanco de 4 metros que se muestra en la parte inferior derecha. Crédito:NOAO / AURA / NSF
Nuevo software diseñado para las encuestas DESI, y equipo de posicionamiento preciso en los telescopios, ha ayudado a automatizar el proceso de toma de imágenes, establecer el tiempo de exposición y los filtros y compensar las distorsiones atmosféricas y otros factores que pueden afectar la calidad de la imagen, Anotó Blum. Durante una tarde productiva, era común producir entre 150 y 200 imágenes para la encuesta DECaLS.
Genial experimento de cartografía cósmica.
Los datos de las encuestas se enviaron a supercomputadoras del Centro Nacional de Computación Científica de Investigación Energética (NERSC) de Berkeley Lab. que será el principal almacén de datos DESI.
Más de 100 investigadores participaron en turnos nocturnos para realizar las encuestas, dijo Arjun Dey, el científico del proyecto NOAO para DESI. Dey se desempeñó como científico principal de la encuesta MzLS y co-científico principal en la encuesta DECaLS con Schlegel.
"Estamos construyendo un mapa detallado del universo y midiendo su historia de expansión durante los últimos 10 a 12 mil millones de años, "Dijo Dey." El experimento DESI representa el experimento de cartografía cósmica más detallado, y definitivamente el más genial, realizado hasta la fecha. Aunque las imágenes se realizaron para el proyecto DESI, los datos están disponibles públicamente para que todos puedan disfrutar del cielo y explorar el cosmos ".
Encuesta BASS respaldada por el equipo global
Fan de Xiaohui, un profesor de astronomía de la Universidad de Arizona que fue codirector de la encuesta BASS realizada en el Telescopio Bok de Kitt Peak, tiempo de visualización coordinado por un grupo internacional que incluía a los co-líderes, el profesor Zhou Xu y el profesor asociado Zou Hu, otros científicos de los Observatorios Astronómicos Nacionales de China (NAOC), e investigadores de la Universidad de Arizona y de la colaboración DESI.
BASS produjo alrededor de 100, 000 imágenes durante sus cuatro años de ejecución. Escaneó una sección del cielo unas 13 veces más grande que la Osa Mayor, parte de la constelación de la Osa Mayor.
Los telescopios Bok (izquierda) y Mayall en el Observatorio Nacional de Kitt Peak, cerca de Tucson, Arizona. DESI se encuentra actualmente en instalación en el telescopio Mayall. Crédito:Michael A. Stecker
"Este es un buen ejemplo de cómo se realiza una colaboración, ", Dijo Fan." A través de esta asociación internacional, estábamos atrayendo a personas de todo el mundo. Esta es una buena vista previa de cómo será la observación con DESI ".
Fan notó la rápida respuesta del equipo de DESI al actualizar el hardware y el software del telescopio durante el curso de la encuesta.
"Mejoró mucho en términos de controles automatizados y enfoque y reducción de datos, ", dijo. La mayoría de las imágenes de la encuesta BASS concluyeron en febrero, con algunas imágenes finales tomadas en marzo.
Próximos pasos hacia la finalización de DESI
Todas las imágenes recopiladas serán procesadas por un código matemático, llamado tractor, que ayuda a identificar todas las galaxias estudiadas y medir su brillo.
Con la prueba inicial del barril corrector masivo, que alberga el paquete DESI de seis grandes espejos, a principios de abril, el próximo gran hito del proyecto será la entrega, instalación, y prueba de su plano focal, que cubre el telescopio y aloja los posicionadores robóticos.
Dey, que participó en discusiones formativas sobre la necesidad de un experimento como DESI hace casi 20 años, dijo, "Es bastante sorprendente que nuestro pequeño y dedicado equipo haya podido realizar una encuesta tan grande en tan poco tiempo. ¡Estamos emocionados de pasar a la siguiente fase de este proyecto!"
