Más de mil millones de galaxias resplandecen en un colosal mapa del cielo         

Por NOIRLab

23 de febrero de 2023.

Esta es una imagen centrada en un cúmulo de galaxias relativamente cercano denominado Abell 3158; la luz de estas galaxias tenía un valor de corrimiento al rojo de 0,059, lo que significa que viajó aproximadamente 825 millones de años en su viaje a la Tierra. La imagen es una pequeña parte de DESI Legacy Imaging Surveys, un estudio monumental de seis años que cubre casi la mitad del cielo. Crédito: Encuesta de imágenes heredadas DESI/KPNO/NOIRLab/NSF/AURA; Procesamiento de imágenes: M. Zamani y D. de Martin (NOIRLab de NSF).

El Universo está repleto de galaxias, cada una rebosante de miles de millones de estrellas. Aunque todas las galaxias brillan intensamente, muchas están envueltas en polvo, mientras que otras están tan distantes que para los observadores en la Tierra parecen poco más que manchas débiles. Al crear mapas completos de incluso las galaxias más tenues y distantes, los astrónomos pueden estudiar mejor la estructura del Universo y desentrañar las misteriosas propiedades de la materia oscura y la energía oscura. El mapa más grande hasta la fecha acaba de crecer aún más, con la décima publicación de datos de la Encuesta de imágenes heredadas del Instrumento espectroscópico de energía oscura (DESI) del DOE.

La Encuesta de imágenes heredadas de DESI amplía los datos incluidos en dos encuestas complementarias anteriores: la Encuesta heredada de la cámara de energía oscura (DECam) y la Encuesta del cielo de Beijing-Arizona. Conjuntamente, estos tres sondeos tomaron imágenes de 14.000 grados cuadrados del cielo visible desde el hemisferio norte, utilizando telescopios en el Observatorio Nacional Kitt Peak (KPNO) de NOIRLab de NSF y el Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO) en Chile.

Este ambicioso esfuerzo de seis años involucró tres telescopios, un petabyte de datos y 100 millones de horas de CPU en una de las computadoras más poderosas del mundo en el Centro Nacional de Computación Científica de Investigación de Energía del Departamento de Energía de EE. UU.

Este esfuerzo culminó en el mapa bidimensional más grande del cielo jamás creado. Con observaciones colectivas de la cámara Mosaic-3 en el Telescopio de 4 metros Nicholas U. Mayall y la cámara 90Prime en el Telescopio Bok de 2,3 metros de la Universidad de Arizona, ambos ubicados en KPNO, así como la Cámara de Energía Oscura construida por el DOE (DECam) en el Telescopio Víctor M. Blanco de 4 metros en CTIO en Chile.

Uno de los propósitos principales de este mapa es identificar aproximadamente 40 millones de galaxias objetivo para el estudio espectroscópico DESI de cinco años, que tiene como objetivo comprender la energía oscura mediante el mapeo preciso de la historia de expansión del Universo durante los últimos 12 mil millones de años. El proyecto DESI ha seleccionado sus objetivos y el estudio espectroscópico está actualmente en marcha. Sin embargo, el equipo busca crear el mapa del cielo más completo posible, por lo que se agregaron más imágenes y un procesamiento mejorado a las encuestas heredadas para incluir datos que antes faltaban.

En particular, la décima publicación de datos se centra en la integración de nuevas imágenes de DECam del cielo extragaláctico del sur, especialmente en áreas alejadas del disco de la Vía Láctea, que son ideales para observar el cosmos.

Con la adición de imágenes del cielo del sur en la nueva publicación de datos, las encuestas heredadas se han ampliado a más de 20.000 grados cuadrados, casi la mitad del cielo. Además, la nueva versión incluye imágenes del cielo tomadas con un filtro de color adicional, capaz de muestrear luz infrarroja apenas más roja de lo que el ojo humano puede ver. Las adiciones a la huella del mapa y la cobertura de longitud de onda a su vez harán que los datos sean útiles para un grupo demográfico más amplio de científicos.

"La adición de datos de longitud de onda del infrarrojo cercano al Legacy Survey nos permitirá calcular mejor los corrimientos hacia el rojo de galaxias distantes, o la cantidad de tiempo que la luz de esas galaxias tardó en llegar a la Tierra", dijo Alfredo Zenteno, astrónomo del NOIRLab de la NSF.

"Esto es esencial para estudios en longitudes de onda de radio y rayos X que necesitan una vista 'óptica' completa para identificar el origen de la emisión, como cúmulos de galaxias y agujeros negros supermasivos activos", dijo Mara Salvato, investigadora del Max Planck. Instituto de Física Extraterrestre (MPE) y portavoz de DECam eROSITA Survey (DeROSITAS).

La mayor parte de estas observaciones DECam adicionales son del equipo DeROSITAS, que incluye científicos de NOIRLab de NSF, la Universidad de La Serena, MPE y la Universidad Ludwig Maximilians de Munich en Alemania; el estudio de exploración de volumen local DECam; y el último (sexto) año del Dark Energy Survey. El equipo también revisó el archivo de datos NSF NOIRLab para utilizar cualquier dato público del cielo que ya existiera o que otros investigadores estuvieran recopilando.

No son solo los científicos los que se benefician del creciente archivo de datos astronómicos que surgen de Legacy Surveys. Los datos disponibles públicamente hacen posible que los entusiastas de la astronomía y las personas curiosas exploren digitalmente el Universo que nos rodea.

"Cualquiera puede usar los datos de la encuesta para explorar el cielo y hacer descubrimientos", dijo Arjun Dey, astrónomo del NOIRLab de la NSF. "En mi opinión, es esta facilidad de acceso lo que ha hecho que este sondeo sea tan impactante. Esperamos que en unos pocos años, Legacy Surveys tenga el mapa más completo de todo el cielo y proporcione un tesoro para los científicos en el futuro".

NOIRLab albergará estos productos de datos en el Archivo de datos astronómicos, desde las imágenes originales tomadas en los telescopios hasta los catálogos que informan las posiciones y otras propiedades de estrellas y galaxias. Astro Data Lab, que forma parte del Community Science and Data Center (CSDC) en NOIRLab de NSF, 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, dando más oportunidades para el descubrimiento. Además, Astro Data Lab proporciona a los astrónomos ejemplos de aplicaciones científicas y tutoriales para ayudarlos en su investigación.

Fuente:

https://phys.org/news/2023-02-billion-galaxies-blaze-bright-colossal.html