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DESI tomografía computarizada tridimensional del Universo. La tierra está en la parte inferior izquierda, mirando a más de 5 mil millones de años luz en dirección a la constelación de Virgo. Cada punto de color representa una galaxia, que a su vez está compuesta por cientos de miles de millones de estrellas. Crédito: D. Schlegel/Berkeley Lab utilizando datos de DESI.

Los científicos han utilizado el instrumento espectroscópico de energía oscura (DESI) para crear el mapa 3D más detallado del universo hasta el momento. El catálogo incluye más de 7,5 millones de galaxias, más que todos los demás estudios de corrimiento al rojo combinados. Este tipo de mapas son esenciales para desentrañar la naturaleza del universo y su evolución. En particular, los científicos están interesados ​​en comprender la energía oscura, la fuerza misteriosa que se cree que es responsable de la expansión acelerada del universo.

DESI consta de más de 5000 fibras ópticas montadas en el telescopio de 4 metros Nicholas U. Mayall en el Observatorio Nacional Kitt Peak en Arizona. Estas muchas fibras permiten que el instrumento capture imágenes detalladas del espectro de colores de millones de galaxias en más de un tercio del cielo. Al desglosar el espectro de colores, los investigadores pueden determinar cuánto se ha desplazado hacia el rojo la luz, es decir, cuánto se ha estirado hacia el extremo rojo del espectro por la expansión del universo.

El astrónomo estadounidense Edwin Hubble, que da nombre al famoso Telescopio Espacial Hubble, vinculó por primera vez el fenómeno del corrimiento al rojo con la expansión del universo en la década de 1920, escribiendo: Este corrimiento al rojo parecía ser mayor para las galaxias débiles, presumiblemente más lejanas. Por lo tanto, cuanto más lejos está una galaxia, más rápido se aleja de la Tierra.

Estos desplazamientos al rojo permitieron a DESI traducir una observación plana del cielo en profundidad, que los investigadores utilizan para crear un mapa 3D del universo. DESI solo ha estado en línea durante siete meses, solo el 10% del camino a través de su misión de cinco años, pero ya ha superado en tamaño y alcance a todas las demás encuestas similares anteriores.

Para cuando se complete la encuesta DESI, se habrán cartografiado más de 35 millones de galaxias. El catálogo proporcionará a los astrónomos una gran cantidad de puntos de datos, una intrincada red de complejidad que puede revelar los movimientos pasados ​​y futuros del universo.

Tiene mucha belleza, dijo el científico de Berkeley Lab, Julien Guy, durante un seminario web organizado por Berkeley Lab llamado CosmoPalooza. En la distribución de las galaxias en el mapa 3D, hay enormes cúmulos, filamentos y vacíos. Son las estructuras más grandes del universo. Pero dentro de ellos, encuentras una huella del universo muy primitivo y la historia de su expansión desde entonces.

Nuestro objetivo científico es medir la huella de las ondas en el plasma primordial, agregó. Es asombroso que podamos detectar el efecto de estas ondas miles de millones de años después, y tan pronto en nuestra encuesta.

Se cree que casi el 70% del contenido del universo está hecho de energía oscura, una forma misteriosa de energía que se cree impulsa la expansión del universo a un ritmo acelerado. A medida que el universo se expande, se crea más energía oscura, lo que hace que el universo se expanda aún más rápido, un ciclo que se perpetúa a sí mismo y que impulsa la expansión del universo aparentemente hasta el infinito.

Pero, ¿puede el universo realmente expandirse infinitamente? ¿O colapsará sobre sí mismo en un Big Bang (Big Crunch) inverso? Para responder a tales preguntas existenciales, los científicos necesitan saber cómo se ha comportado la energía oscura en el pasado, que es donde entra en juego DESI.

Hasta que se desmitifique la energía oscura, los datos DESI también pueden hacer avanzar la ciencia de otras maneras. Por ejemplo, los cosmólogos pueden usar los mapas DESI para verificar si la teoría de la relatividad general de Einstein se mantiene en inmensos lapsos de espacio y tiempo. Los datos de DESI también permiten a los científicos comprender el comportamiento de los agujeros negros de masa intermedia que, de otro modo, serían imposibles de detectar con telescopios convencionales. Los cuásares, algunos de los objetos más brillantes y distantes del universo, también son objetivos importantes para DESI.

Es bastante sorprendente, dijo Ragadeepika Pucha, estudiante de posgrado en astronomía en la Universidad de Arizona que trabaja en DESI. DESI nos contará más sobre la física de la formación y evolución de las galaxias.

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