5000 ojos robóticos para ver el Universo

En anteriores artículos les he hablado de las grandes cuestiones sin resolver en el campo de la cosmología y de cuáles han sido los esfuerzos más recientes llevados a cabo para resolverlos. Por ejemplo, les hablé del experimento Dark Energy Survey, que grabó la película del Universo en un octavo del cielo, o del experimento Planck, que midió como era el Universo en sus inicios tras el Big Bang. Hoy vengo a hablarles de un nuevo experimento que empezó su andadura hace dos años y que promete revolucionar el campo de la cosmología: el Dark Energy Spectroscopic Instrument, conocido como DESI.

Este experimento internacional, con participación del Instituto de Astrofísica de Canarias y de otras instituciones españolas, medirá, entre otras cosas, las propiedades de la expansión del Universo con una precisión diez veces mayor que las medidas actuales. Para llegar a tal precisión, necesitará medir espectros de más de treinta millones de objetos y cubrir un gran lapso de tiempo, observando desde galaxias cercanas a la Vía Láctea hasta cuásares distantes situados en los albores del Universo.

Medir este intervalo de tiempo tan extenso nos permitirá entender qué conduce la expansión del Universo y nos permitirá comprobar la Teoría de la Relatividad General a escalas anteriormente inaccesibles, siendo el experimento de la gravedad más preciso de la futura década. Para conseguir sus objetivos, DESI ha desarrollado una ingeniosa y complicada técnica de observación espectroscópica, observando el cielo durante cinco años desde el telescopio Mayal en Arizona, Estados Unidos.

A diferencia de la técnica de observación fotométrica, la espectroscopía permite obtener de forma muy precisa la distancia a la que se encuentran las galaxias, pero es una técnica mucho más costosa en términos de tiempo de exposición, siendo tradicionalmente muy tediosa la medida de cientos de miles, si no de millones de galaxias. Pero si lo consiguiésemos, como promete el experimento DESI, seríamos capaces de obtener el mapa de galaxias en tres dimensiones más grande jamás creado, revelando las estructuras a gran escala que permean el Universo. 

Para conseguir medir espectros a millones de galaxias en tan solo cinco años, el proyecto DESI diseñó una novedosa cámara de espectroscopía, consistente en 5000 fibras ópticas robotizadas con plena autonomía que observan el cielo simultáneamente. Para dar perspectiva, el anterior experimento espectroscópico, el Sloan Digital Sky Survey, consistía de un máximo de mil fibras que eran colocadas manualmente en un plato de aluminio. Era una labor artesanal que requería la colocación, una a una, de todas las fibras para cada exposición. Ahora, con la nueva estrategia desarrollada por el experimento DESI, serán robots los que se encargarán autónomamente de colocar en posición cada una de las 5000 fibras ópticas. Este instrumento requiere de un constante y complejo ajuste para funcionar correctamente, necesitando que las fibras estén colocadas en su posición con un error menor que diez micras. Es decir, no podrán desviarse más que el grosor de una hoja de papel. Y esto para cada uno de los 5000 “ojos” robóticos del experimento. 

El diseño y la construcción de este sistema fue realmente difícil, pero el éxito de sus resultados demuestra que ha merecido la pena. Y es que, en enero de este año, el proyecto publicó los primeros siete meses de observación, únicamente un 10% del total que cubrirá en cinco años. Pues bien, este primer mapa ya es el mayor mapa 3D jamás construido, ¡en tan solo 7 meses! Como científico participante de DESI, no puedo estar más contento con el desempeño.

Para terminar, y a modo de advertencia sobre las consecuencias del deterioro medioambiental que estamos viviendo, al cual la astronomía no es ajena, quería contarles cómo en junio del año pasado el telescopio Mayal, en Arizona, donde se encuentra DESI, casi fue devorado por las llamas en medio de un tremendo incendio forestal. Solo el gran trabajo de los equipos de extinción evitó que el telescopio fuera destruido, no así miles de hectáreas de bosque alrededor del observatorio de este lugar privilegiado del estado de Arizona. Por suerte, por ahora, podremos seguir observando el cielo con nuestros 5000 ojos robóticos, para desvelar, tal vez, los secretos de la expansión del Universo.

* Sección coordinada por Adriana de Lorenzo-Cáceres Rodríguez