DESI comienza a cartografiar el universo para resolver el enigma de la energía oscura

Ha comenzado oficialmente una investigación internacional de cinco años para cartografiar el universo y revelar los misterios de la energía oscura con el Instrumento Espectroscópico para la Energía Oscura (DESI, por sus siglas en inglés). Situado en el Observatorio Nacional de Kitt Peak (Arizona, Estados Unidos), este instrumento capturará y estudiará la luz de decenas de millones de galaxias y otros objetos distantes del universo.

Registrar la luz de unos 30 millones de galaxias ayudará a los científicos del proyecto DESI a construir un mapa del universo en 3D con un detalle sin precedentes. Los datos les permitirán entender mejor la fuerza de gravedad repulsiva asociada con la energía oscura que produce la aceleración de la expansión del universo en las enormes distancias cósmicas.

«DESI nos permitirá observar diez veces más galaxias que los cartografiados anteriores y estudiar la evolución del universo desde hace 11.000 millones de años hasta la actualidad», explica Héctor Gil Marín, investigador del Instituto de Ciencias del Cosmos (ICC) de la Universidad de Barcelona (UB) y del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC), que codirige el primer análisis de los mapas de galaxias. DESI recoge luz, o espectros, de galaxias y cuásares, que permiten obtener su velocidad de recesión. «Sabemos que cuanto más lejos de nosotros está el objeto, mayor es su velocidad de recesión: eso nos permitirá construir un mapa del universo en 3D», señala Gil Marín.

El programa científico permitirá abordar con precisión dos preguntas principales que son la base de nuestra comprensión del cosmos: qué es la energía oscura y en qué grado la fuerza de la gravedad sigue las leyes de la relatividad general.

El inicio formal del cartografiado DESI se produce después de un periodo de pruebas que ha durado cuatro meses, durante el cual la instrumentación ha capturado hasta cuatro millones de espectros de galaxias (más que la suma de todos los cartografiados espectroscópicos anteriores). El instrumento incluye una nueva óptica que aumenta el campo de visión del telescopio y 5.000 fibras ópticas controladas robóticamente, capaces de obtener de forma simultánea espectros de 5.000 objetos astronómicos.

DESI instalado en un telescopio del Observatorio Nacional estadounidense de Kitt Peak. (Foto: P. Marenfeld & NOAO / AURA / NSF)

Los espectros recogidos por DESI son los componentes de la luz, análogos a los colores del arco iris. Sus características, que incluyen la longitud de onda, dan informaciones como la composición química de los objetos astronómicos observados o su distancia y velocidad relativas.

A medida que el universo se expande, las galaxias se alejan unas de otras y su luz se desplaza a longitudes de onda más largas (más rojas). Cuanto más distante es la galaxia, mayor es el desplazamiento de su espectro hacia el rojo. Al medirlo, los investigadores del DESI crearán un mapa en 3D del universo. Se espera que la distribución detallada de las galaxias en el mapa incremente el conocimiento sobre la influencia y la naturaleza de la energía oscura.

«Averiguar las propiedades de la misteriosa energía oscura es el principal objetivo de DESI», asegura Licia Verde, profesora ICREA en el ICCUB. «Sabemos que en la actualidad el 70 % del contenido energético del universo está formado por energía oscura, pero sabemos muy poco sobre sus propiedades». La energía oscura determina la tasa de expansión del Universo. «Mientras el instrumento DESI mira hacia el espacio y el tiempo, podemos observar simultáneamente el universo en épocas distintas y, al compararlas, descubrir cómo evoluciona el contenido de energía a medida que el universo envejece», concluye la investigadora.

En el trabajo también participan el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE, CSIC), el Instituto de Física de Altas Energías (IFAE), el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), el Instituto de Física Teórica (IFT, UAM-CSIC), el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA) y el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), en España todas estas entidades. (Fuente: UB)