LOS ASTRÓNOMOS HAN CREADO EL MAPA MÁS GRANDE DEL CIELO, QUE COMPRENDE MÁS DE MIL MILLONES DE GALAXIAS

Los astrónomos que utilizaron imágenes del Observatorio Nacional Kitt Peak y el Observatorio Interamericano Cerro Tololo han creado el mapa más grande del cielo, que comprende más de mil millones de galaxias. La novena y última publicación de datos de las ambiciosas encuestas de imágenes legadas DESI prepara el escenario para una encuesta innovadora de 5 años con el Instrumento espectroscópico de energía oscura (DESI), que tiene como objetivo proporcionar nuevos conocimientos sobre la naturaleza de la energía oscura. El mapa se publicó hoy en la reunión de enero de 2021 de la Sociedad Astronómica Estadounidense.

Durante milenios, los seres humanos hemos utilizado mapas para comprender y navegar por nuestro mundo y ponernos en contexto: confiamos en los mapas para mostrarnos dónde estamos, de dónde venimos y hacia dónde vamos. Los mapas astronómicos continúan esta tradición a gran escala. Nos ubican dentro del cosmos y cuentan la historia de la historia y el destino del Universo: se expandirá para siempre, la expansión actualmente se acelera debido a una cantidad desconocida llamada energía oscura. Los mapas astronómicos pueden ayudar a explicar qué es esta energía oscura y por qué existe.

Aprovechar esa posibilidad requiere un mapa sin precedentes, uno que traza galaxias débiles de manera más uniforme y sobre un área de cielo más grande que nunca. Para enfrentar ese desafío, los astrónomos han creado un nuevo mapa bidimensional del cielo que es el más grande jamás realizado en términos de cobertura del cielo, sensibilidad y el número total de galaxias mapeadas.

De entre las más de mil millones de galaxias en el mapa, los astrónomos seleccionarán decenas de millones de galaxias para su estudio adicional con el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI), con el fin de construir el mapa 3D más grande jamás intentado. Los resultados de la encuesta DESI, que se llevará a cabo en el Observatorio Nacional de Kitt Peak (KPNO), un programa del NOIRLab de la Fundación Nacional de Ciencias, proporcionarán en última instancia nuevos conocimientos sobre la naturaleza de la energía oscura.

El nuevo mapa es el resultado de DESI Legacy Imaging Surveys , un ambicioso esfuerzo de 6 años que involucró 1405 noches de observación en tres telescopios, años de datos de un telescopio espacial, 150 observadores y otros 50 investigadores de todo el mundo, 1 petabyte de datos. (1000 billones de bytes) y 100 millones de horas de CPU en una de las computadoras más potentes del mundo. Las imágenes fueron tomadas en KPNO y el Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO), también un programa de NOIRLab, y complementadas con imágenes de la misión Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) de la NASA. Los datos se redujeron en el Centro Nacional de Computación Científica de Investigación de Energía de Berkeley Lab (NERSC).

El mapa cubre la mitad del cielo, con una extensión digital de más de 10 billones de píxeles, lo que equivale a un mosaico de 833.000 fotos de teléfonos inteligentes de alta resolución, y es uno de los estudios del cielo más uniformes y profundos jamás realizados. ” Este es el mapa más grande en casi cualquier medida ” , dijo David Schlegel, un científico del proyecto conjunto de DESI que también codirigió el proyecto de imágenes. Schlegel es astrofísico en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía (Berkeley Lab), la institución líder de la colaboración internacional DESI.

Arjun Dey, el científico del proyecto DESI para NOIRLab, codirigió dos de los tres estudios de imágenes, y se desempeñó como científico principal para el estudio Legacy de banda z de Mayall (MzLS) observado por la cámara Mosaic3 en el Nicholas U. Mayall de 4 metros Telescopio en KPNO, y como científico co-líder con Schlegel para Dark Energy Camera Legacy Survey (DECaLS) en DECam construido por DOE en el Telescopio Víctor M. Blanco de 4 metros en CTIO en Chile.

El tercer estudio es el Beijing-Arizona Sky Survey (BASS) observado por la cámara 90Prime en el telescopio Bok de 2,3 metros, que es propiedad y está operado por la Universidad de Arizona y se encuentra en KPNO.

El esfuerzo colectivo de los tres estudios, dijo Dey, “fue uno de los estudios del cielo más uniformes y profundos que jamás se haya realizado. Fue muy emocionante participar ”.

La colaboración DESI seleccionará 35 millones de galaxias y 2,4 millones de cuásares en el mapa, algunos tan lejanos como 12 mil millones de años luz, como objetivos para el estudio DESI. Durante cinco años de operaciones, DESI creará un mapa gigante en 3D del Universo midiendo las distancias de las galaxias y la velocidad a la que se alejan de nosotros. Para realizar estas mediciones, DESI tomará la huella digital de una galaxia midiendo su espectro: la luz de las galaxias individuales se dispersará en finas bandas de color.

Capturar los espectros de tantas galaxias con tanta rapidez requiere un alto grado de automatización. DESI, equipado con una serie de 5000 robots automatizados giratorios, cada uno con un delgado cable de fibra óptica que puede apuntar a galaxias individuales, está diseñado para medir los espectros de 5000 galaxias a la vez. En última instancia, los resultados proporcionarán nuevos conocimientos sobre la misteriosa energía oscura que está impulsando la expansión acelerada del Universo.

La búsqueda para comprender la naturaleza de la energía oscura ha generado grandes oportunidades de descubrimiento en otras áreas de la astronomía. Adam Bolton, Director del Centro Comunitario de Ciencia y Datos de NOIRLab, explicó: “Para resolver algunos de los mayores misterios de la física fundamental actual, nos vemos impulsados ​​a crear enormes bases de datos digitales de estrellas y galaxias, que a su vez permiten un nuevo enfoque de minería de datos para hacer descubrimientos astronómicos adicionales “.

Con la finalización de las encuestas de imágenes heredadas de DESI, todos los datos se han entregado a la comunidad científica y al público. Esta publicación de datos final, conocida como Publicación de datos 9, ha sido precedida por otras ocho publicaciones de datos intermedias.

NOIRLab albergará estos productos de datos en el Astro Data Archive, desde las imágenes originales tomadas en los telescopios hasta los catálogos que informan las posiciones y otras propiedades de las estrellas y galaxias. Astro Data Lab también sirve los catálogos como bases de datos, que los astrónomos pueden analizar fácilmente utilizando las herramientas y servicios de Astro Data Lab, y compararlos con otros conjuntos de datos, lo que brinda más oportunidades de descubrimiento. Además, Astro Data Lab proporciona a los astrónomos ejemplos de aplicaciones científicas y tutoriales para ayudarlos con su investigación. Los datos de DESI Legacy Imaging Surveys ya se han utilizado para muchos otros proyectos de investigación, [1] [2] incluidos los esfuerzos de ciencia ciudadana que utilizan la sabiduría de las multitudes. [3]

Notas
Un estudio utiliza un algoritmo de aprendizaje automático para identificar automáticamente los fenómenos de flexión de la luz conocidos como lentes gravitacionales en los datos de las encuestas DESI.
Otro estudio emplea la espectroscopia del Sloan Digital Sky Survey junto con las imágenes de Legacy Surveys para revelar la presencia de agujeros negros activos en las galaxias y brindarnos una vista previa de una gran población de galaxias activas que se descubrirán con el estudio espectroscópico DESI. Este trabajo está siendo dirigido por la astrónoma de NOIRLab, Stephanie Juneau.
El proyecto de ciencia ciudadana Backyard Worlds: Planet 9 solicita la ayuda del público en general para encontrar un posible noveno planeta en nuestro Sistema Solar, mediante la búsqueda de objetos en movimiento en los datos. Los participantes ya han descubierto nuevos mundos fríos en las proximidades del Sol: objetos más masivos que los planetas pero más ligeros que las estrellas, conocidos como enanas marrones. Varias de ellas se encuentran entre las enanas marrones más frías conocidas , y algunas se acercan a la temperatura de la Tierra y son lo suficientemente frías como para albergar nubes de agua. Recientemente se publicó el mapa más grande de enanas marrones de nuestro vecindario . Backyard Worlds está codirigido por Aaron Meisner, astrónomo de NOIRLab y participante de DESI.