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| Estelas de estrellas sobre el telescopio Nicholas U. Mayall de 4 metros en el Observatorio Nacional de Kitt Peak, cerca de Tucson, Arizona. Crédito: KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld |
Un telescopio modificado en Arizona ha producido un mapa provisional que ya
es el mayor mapa tridimensional del universo jamás visto, y el instrumento
solo está a una décima parte de su misión de cinco años.
El
Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI), una colaboración entre el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley de
California y científicos de todo el mundo, se instaló entre 2015 y 2019 en
el telescopio Mayall del Observatorio Nacional Kitt Peak, en el desierto de
Sonora, a unos 88 kilómetros al oeste de Tucson, y lleva menos de un año
realizando un estudio.
Su objetivo es crear un mapa en 3D del
universo aún más grande, para comprender mejor la física de la
energía oscura, la misteriosa fuerza que está acelerando la expansión del universo.
"Tiene
mucha belleza", afirma Julien Guy, físico del Laboratorio de Berkeley que
trabaja en el proyecto. "En la distribución de las galaxias en el mapa 3D,
hay enormes cúmulos, filamentos y vacíos."
"Son las estructuras
más grandes del universo", añadió. "Pero dentro de ellas, se encuentra una
huella del universo muy temprano y de la historia de su expansión desde
entonces". Los investigadores esperan que la comprensión de los efectos de
la energía oscura pueda ayudarles a determinar el destino final del
universo.
El equipo del DESI utilizó un gigantesco mapa
bidimensional del universo publicado en enero de 2021 para preparar el
instrumento para el estudio tridimensional, que comenzó unas semanas
después.
El nuevo mapa tridimensional señala la ubicación de más
de 7,5 millones de galaxias, superando ampliamente el récord anterior de
aproximadamente 930.000 galaxias establecidas por el Sloan Digital Sky
Survey en 2008.
DESI recoge imágenes espectroscópicas de millones de galaxias repartidas por
un tercio del cielo, según un
comunicado
del Laboratorio de Berkeley.
Examinando el espectro de color de la
luz de cada galaxia, los científicos pueden determinar cuánto se ha "desplazado al rojo" la luz, es decir, se ha estirado hacia el extremo rojo del espectro por un
efecto Doppler causado por la expansión del universo. En general, cuanto mayor
es el desplazamiento al rojo de una galaxia, más rápido se aleja y más lejos
está de los observadores en la Tierra.
Nuestro universo se ha ido
expandiendo desde que comenzó con el
Big Bang
hace unos 13.800 millones de años, y ahora es mucho más grande -al menos
92.000 millones de años luz- que las distancias más lejanas que podemos
ver.
Los científicos del proyecto DESI esperan que su mapa 3D del
cosmos revele la "profundidad" del cielo y les ayude a trazar cúmulos y
supercúmulos de galaxias, según el comunicado. Dado que estas estructuras
tienen ecos de su formación inicial como ondas físicas en el material del
cosmos naciente, los investigadores esperan utilizar los datos para determinar
la historia de la expansión del universo y su destino final.
"Nuestro
objetivo científico es medir la huella de las ondas en el plasma primigenio",
explica Guy. "Es asombroso que podamos detectar el efecto de estas ondas miles
de millones de años después, y tan pronto en nuestro estudio".
Viendo los verdaderos colores de la energía oscura
Los científicos solían pensar que el universo se expandía a un ritmo
constante, o que la combinación de materia y energía en el universo podría
hacer que esa expansión se ralentizara. Pero las observaciones de potentes
explosiones estelares, llamadas supernovas, que comenzaron a finales del siglo
pasado mostraron que la expansión se está acelerando, por lo que los
científicos acuñaron la frase "energía oscura" para explicar este fenómeno
inesperado.
Los cálculos sugieren ahora que la energía oscura
representa alrededor del 70% de la energía total del universo observable. Los
efectos de la energía oscura se reconocen ahora como la "constante
cosmológica" que Albert Einstein incluyó en su teoría de la relatividad
general; entender la energía oscura se ha convertido en un objetivo científico
crucial en las últimas décadas, según la revista Smithsonian.
Parece
que se crea más energía oscura a medida que el universo se expande, lo que
acelera la expansión del universo, según el comunicado.
En última
instancia, los efectos de la energía oscura determinarán el destino del
universo: si se expande para siempre, se desgarra o se colapsa de nuevo en una
especie de Big Bang inverso.
DESI está catalogando los
desplazamientos al rojo de unos 2,5 millones de galaxias cada mes. El equipo
espera completar el mapa del estudio en 3D en 2026, momento en el que el
telescopio habrá observado unos 35 millones de galaxias.
Los
científicos del DESI presentarán esta semana algunos de los primeros
resultados astrofísicos del instrumento en un seminario web organizado por el
Laboratorio de Berkeley, denominado CosmoPalooza.
Fuentes, créditos y referencias: