Una máquina de rastreo y un tesoro de datos: el rico legado de Dark Energy Survey

La Vía Láctea arqueándose sobre el CTIO. Crédito: Anja von der Linden

Los científicos del hablaron sobre los resultados recientes en una sesión especial en la reunión de invierno de la American Astronomical Society en Seattle el 8 de enero . El DES también fue anfitrión de un evento interactivo de 2:30 a 3:30 p.m. hora del Pacífico el miércoles 9 de enero en el stand de NOAO en la sala de exposiciones principal de la reunión de AAS, con una conexión en vivo con el observatorio en Chile como científicos prepararse para la noche final de toma de datos. 

Una máquina de rastreo y un tesoro de datos: el rico legado de Dark Energy Survey 

En la noche del 9 de enero de 2019, el telescopio VM Blanco de 4 metros en el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo (CTIO) de la Fundación Nacional de Ciencia (NSF), en lo alto de las montañas de Chile, cerró el obturador de la cámara en la imagen final del rastreo de Energía Oscura (DES), una investigación que ha mapeado 5.000 grados cuadrados de los cielos, casi una cuarta parte del cielo del sur. Aunque el rastreo está finalizando, se espera que tanto la cámara utilizada en la investigación como los datos de la misma continúen produciendo abundantes nuevos descubrimientos. 

Mapeando el cielo para entender la energía oscura 

El telescopio Blanco, que comenzó a funcionar en 1976, y la Cámara de Energía Oscura (DECam) construida específicamente para este fin, que se montó en el telescopio en 2012, están explorando uno de los fenómenos más enigmáticos del universo: la energía oscura. La energía oscura es la fuerza misteriosa que está acelerando la expansión del universo. 

En los últimos seis años, más de 400 científicos de DES de más de 25 instituciones han recopilado una gran cantidad de datos, con un valor de 50 terabytes, que representan casi mil millones de galaxias. Eso es 5 seguido de 13 ceros por valor de bytes! Ahora, esta colaboración internacional está saliendo del telescopio para estudiar el mapa resultante, con el objetivo de explorar la naturaleza de la energía oscura midiendo, con alta precisión, la historia de la expansión cósmica de 14 mil millones de años. 

A medida que se va el DES, CTIO continúa haciendo un uso completo del instrumento construido para llevar a cabo la investigación. DECam permanece instalado en el telescopio Blanco, y de acuerdo con el Dr. Tim Abbott, miembro del equipo de DES y el Científico del Telescopio Blanco, "la combinación de DECam-Blanco aún no ha sido cuestionada como la herramienta más poderosa del hemisferio sur para realizar inspecciones en todo el mundo óptico y espectro del infrarrojo cercano. DECam es un instrumento de instalación NOAO (Observatorio Nacional de Astronomía Óptica), disponible para todos los usuarios". 

Esta impresionante imagen de la Vía Láctea que se arquea sobre CTIO fue tomada desde el borde este del observatorio, mirando al Oeste (y al Sur y al Norte). El panorama muestra la parte central y más brillante de la Vía Láctea. Los objetos brillantes a la izquierda son las dos Nubes de Magallanes; La galaxia de Andrómeda es visible a la derecha, justo por encima del horizonte. Las franjas verdes y rojas en el cielo son de airglow; Las cúpulas naranjas son de contaminación lumínica. El panorama es un compuesto de 9 imágenes, tomadas la noche del 31 de julio de 2014, con una Canon 6d y una lente Samyang de 24 mm. Crédito: Anja von der Linden

Una máquina de investigación de vanguardia 

Con su gran campo de visión, DECam puede obtener imágenes de casi 3 grados cuadrados de cielo a la vez, un área equivalente a 16 lunas llenas. En otoño e invierno, cuando el cielo está dominado por nuestra propia galaxia Vía Láctea y la visión de DES del lejano universo está restringida, la comunidad de científicos de CTIO en los EE. UU. Y en todo el mundo utiliza DECam para explorar objetos de nuestro propio planeta. El “patio trasero” a los confines del universo. 

El Dr. Alistair Walker de CTIO, un miembro del equipo de DES y el científico de los instrumentos de DECam, describió cómo equipar el telescopio Blanco con la cámara de energía oscura lo convirtió en una máquina de inspección de última generación. 

"Se necesitaba DECam para llevar a cabo el DES, pero también creó una nueva herramienta para el descubrimiento, desde el sistema solar hasta el universo distante. Doce nuevas lunas de Júpiter se descubrieron recientemente con DECam , y la detección de galaxias distantes que forman estrellas en el universo temprano, cuando el universo era solo un pequeño porcentaje de su era actual, ha proporcionado nuevos conocimientos sobre el final de las edades oscuras cósmicas ". 

Desde el trabajo de Annie Jump Cannon y otros en la creación del Catálogo Henry Draper de 20,000 estrellas, los catálogos astronómicos han crecido constantemente en tamaño. The Dark Energy Survey catalogó casi mil millones de objetos, más de 4 veces el de Sloan Digital Sky Survey (SDSS), la encuesta principal de la última década. El Telescopio de Levantamiento Sinóptico Grande pronto detectará miles de millones de objetos, haciendo que ambas encuestas disminuyan. Crédito: J. Najita, M. Newhouse y NOAO / AURA / NSF

¡Descubrimientos en abundancia! 

Además de estos descubrimientos, DECam ha completado estudios sobre el plano de la Vía Láctea, que se arquea a gran altura desde Chile, así como estrellas variables RR Lyrae en el halo de la Vía Láctea. Corrientes de estrellas arrancadas de racimos, que sondean el campo gravitacional de nuestra galaxia y la formación de la historia, que se han encontrado. Rastreos de nuestras galaxias vecinas, las Nubes de Magallanes, han descubierto galaxias enanas hasta ahora desconocidas. 

DECam también se está utilizando en paralelo con los radiotelescopios para intentar capturar las enigmáticas ráfagas rápidas de radio en el acto, y descubrió la primera contraparte óptica de una fuente de ondas gravitacionales, la fusión de estrellas de neutrones GW170817 . Los nuevos filtros DECam ahora están facilitando los estudios de galaxias de banda estrecha y la búsqueda de agujeros negros. 

Datos disponibles para todos 

A lo largo de las observaciones realizadas por DES y la comunidad astronómica más amplia, CTIO ha mejorado el rendimiento del telescopio y el instrumento, haciéndolos lo más fiables y eficientes posible. Se han creado herramientas de software y se han perfeccionado los procesos de manejo de datos para que los datos de DECam se transmitan rápidamente a la sede de la NOAO en Tucson, AZ, donde se procesan y se hacen accesibles al mundo. 

Si bien las imágenes originales de DECam están disponibles a través del Archivo de Ciencia de NOAO (NSA), recuperar cientos de terabytes de datos de imágenes y analizar todos los píxeles está más allá de la mayoría de nosotros. Para facilitar el reciclaje y la reutilización de los datos de DECam, también están disponibles los catálogos de mediciones realizadas a partir de las imágenes. Los astrónomos a menudo trabajan con catálogos en lugar de imágenes para hacer sus descubrimientos. 

El catálogo de la primera publicación de datos de DES el año pasado contiene mediciones de 400 millones de galaxias y estrellas . El NOAO Source Catalog más completo, que informa las mediciones de todos los datos públicos de DECam, cataloga 3 billones de estrellas y galaxias medidas varias veces para un total de 30 billones de entradas hasta la fecha. 

Un 'motor del descubrimiento' para la próxima década 

Aunque la recopilación de datos para el DES está concluyendo, y el Large Synoptic Survey Telescope (LSST), que se encuentra en todo el cielo y que actualmente se está construyendo en el Cerro Pachón en Chile, con una importante financiación de la NSF, catalogará muchas más fuentes que el DES: una friolera Se esperan mil millones de fuentes LSST en el primer año de operaciones: el Director de CTIO, Steve Heathcote, prevé un futuro brillante para DECam. 

"Con su capacidad para trazar mapas de grandes áreas del cielo de manera eficiente y para emplear de manera flexible diversos filtros y cadencias, DECam seguirá siendo un" motor de descubrimiento "de primera línea durante muchos años: una herramienta de vanguardia para programas especializados, estudios profundos, y el seguimiento observacional de los propios descubrimientos de LSST ". 

DECam fue construido para llevar a cabo el Proyecto de Rastreo de Energía Oscura o Dark Energy Survey (DES) por DES Collaboration, que es una colaboración internacional liderada por Fermilab de más de 400 científicos de más de 25 instituciones de todo el mundo. La colaboración ya ha producido cerca de 200 trabajos académicos, con más por venir. 

Fuente: Source: Association of Universities For Research in Astronomy (AURA)