Aquí, como en otros lugares, los equipos de investigación se están preparando meticulosamente para la inauguración del Observatorio Vera C. Rubin, prevista para 2025.
En la cima del Cerro Pachón, en Chile, ahora podemos admirar la imponente silueta del Observatorio estadounidense Vera C. Rubin. Planificado en 1996, su construcción comenzó en 2015 y no finalizará hasta este año. Este observatorio requirió varias hazañas técnicas, incluida la fabricación de la cámara astronómica más grande y sensible jamás construida. Del tamaño de un coche pequeño, con sus 3.200 millones de píxeles podrá detectar un amplio espectro de longitudes de onda, desde el ultravioleta hasta el infrarrojo.
Primero llamado LSST (Large Synoptic Survey Telescope), el observatorio finalmente pasó a llamarse Vera C. Rubin en honor a esta astrofísica estadounidense fallecida en 2016, pionera en el estudio de la materia oscura. Fue diseñado con el objetivo de levantar el velo sobre la materia y la energía oscuras. Éstos, aunque invisibles, constituyen el 96% del Universo, y siguen siendo los mayores misterios de la astronomía actual.
Incluso antes de producir sus primeras imágenes, el observatorio ya está generando mucho interés en la comunidad científica. “¡Esto es extremadamente emocionante!” » se entusiasma Yashar Hezaveh, cosmólogo y profesor de física de la Universidad de Montreal. Con sus colegas, incluido el cosmólogo Laurence Perreault-Levasseur, ya está trabajando arduamente en el diseño de métodos para analizar datos futuros.
A partir de 2025, el observatorio iniciará un seguimiento celeste sin precedentes: el Estudio heredado del espacio y el tiempo. Cada 3 o 4 noches, durante una década, realizará un estudio completo del cielo del hemisferio sur. Su cámara especialmente diseñada para detectar objetos que cambian de luminosidad o posición (como las supernovas) actuará como un auténtico reloj astral. Emitirá una alerta para informar cualquier cambio: ¡esperamos más de 10 millones por noche!
“Antes podíamos rastrear objetos bastante pequeños, como una estrella o una galaxia distante. Pero no se disponía de ningún estudio del cielo a gran escala”, explica Yashar Hezaveh.
Al igual que Vera Rubin antes que él, este investigador está particularmente interesado en la materia oscura, esa especie de pegamento invisible que mantiene unidas a las galaxias. En particular, espera mapear su distribución para aprender más sobre sus propiedades fundamentales.
Pero estudiar la materia oscura requiere una cierta dosis de creatividad: como no interactúa con la luz, nuestros dispositivos de medición no la detectan. Sin embargo, sabemos que tiene masa, por tanto que ejerce efectos gravitacionales sobre lo que le rodea. Y estos son los efectos que rastreamos.
La cámara astronómica más grande del mundo tiene seis filtros que se pueden cambiar automáticamente de 5 a 15 veces por noche. Foto: Jacqueline Ramseyer Orrell/Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC
Ayuda de lentes
Entonces, para mapearlo, debemos observar sus efectos sobre la luz usando “lentes gravitacionales”. Estos últimos son cuerpos celestes masivos, como las galaxias, cuyo campo gravitacional desvía de su trayectoria la luz emitida por una fuente distante. Resultado: cuando observamos una fuente de luz a través de una “galaxia lente”, no vemos una sola imagen, sino varias imágenes distorsionadas, dispuestas en un halo luminoso llamado “anillo de Einstein”.
Sin embargo, la materia oscura contenida en una galaxia lente también ejerce un efecto gravitacional sobre la luz. Deja una huella muy distinta en el anillo de Einstein, lo que nos permite deducir su distribución en la galaxia.
El problema es que es muy poco probable encontrar una galaxia lente: la alineación entre la fuente de luz, la galaxia y el telescopio debe ser perfecta. Normalmente, hay que escanear un millón de galaxias para encontrar sólo una. “Hasta ahora sólo se han identificado unos pocos cientos de lentes gravitacionales. Pero con este observatorio y sus estudios recurrentes, ¡planeamos identificar casi 200.000! » exclama Yashar Hezaveh.
Las imágenes de los anillos de Einstein obtenidas con las nuevas lentes gravitacionales también permitirán al equipo de la Universidad de Montreal estimar la tasa de expansión del Universo, un tema muy candente en cosmología. La energía oscura, la fuerza que acelera la expansión del cosmos, será estudiada por otros equipos gracias a las numerosas supernovas que detectará la cámara: estas “velas” permiten calcular con precisión las distancias astronómicas y, por tanto, la expansión del cosmos. Universo.
El desafío del análisis
Para examinar los montones de datos que se generarán, el equipo de la Universidad de Montreal está utilizando inteligencia artificial (IA). Y gracias a la experiencia de Quebec en IA, el equipo está en buena posición para perfeccionar los métodos digitales necesarios para los cálculos.
Se espera que en diez años el Observatorio Vera C. Rubin produzca 60 petabytes de datos (¡se necesitarían alrededor de 70.000 portátiles para almacenarlos todos!). ¿Quién sabe qué podría revelar semejante cantidad de información? “Los datos serán como un cofre del tesoro para astrónomos y cosmólogos”, concluye filosóficamente Yashar Hezaveh. Nosotros estudiamos [la matière noire], un conocido desconocido. Pero creo que los descubrimientos más interesantes se referirán a incógnitas… ¡incógnitas! »
Amplia vista de la montura del telescopio, dentro de la cúpula. Foto: H. Stockebrand/RubinObs/NSF/AURA
