DESI supera els objectius originals del seu sondeig a cinc anys

Després de cartografiar el cel més ràpid del previst i estudiar més galàxies i estrelles de les esperades, els col·laboradors de DESI reflexionen sobre aquest èxit.

15 April 2026

Joan Najita (NOIRLab) and Sindhu Satyavolu (IFAE)

Avui, l’experiment d’energia fosca DESI ha assolit la notable fita d’haver cartografiat amb èxit tot el cel que originalment preveia estudiar, aconseguint-ho en menys temps de l’esperat i, alhora, observant moltes més galàxies i estrelles de les previstes. Dissenyat per mesurar, durant un període de cinc anys, els espectres de 34 milions de galàxies i de quàsars distribuïts en aproximadament dos terços del cel de l’hemisferi nord, DESI ha cartografiat amb èxit més de 47 milions de galàxies i quàsars, així com 20 milions d’estrelles de la Via Làctia en aquesta àrea, completant les observacions abans del previst.
Els resultats han donat lloc al mapa 3D d’alta resolució més gran de l’Univers mai creat i han plantejat noves qüestions sobre la naturalesa de l’energia fosca i la història de l’expansió de l’Univers. Les anàlisis dels primers tres anys de dades de DESI suggereixen que l’energia fosca, que un cop es considerava una “constant cosmològica”, podria estar evolucionant amb el temps. Això ha generat un gran entusiasme dins la comunitat cosmològica. El conjunt complet de dades permetrà mesurar aquests efectes amb més precisió. Ara, la col·laboració començarà a processar les dades completes, i s’espera que els primers resultats sobre l’energia fosca del conjunt complet de cinc anys estiguin disponibles el 2027.

Aprofitant aquest èxit notable, DESI continuarà cartografiant el cel fins al 2028, ampliant la seva àrea d’observació en aproximadament un 20%, de 14.000 a 17.000 graus quadrats. El mapa ampliat cobrirà regions més difícils d’observar, incloent-hi zones més properes al pla de la Via Làctia i regions més meridionals. L’experiment també revisitarà l’àrea actual per observar galàxies vermelles lluminoses (LRG, luminous red galaxies) més distants i tènues, amb l’objectiu de produir un mapa més detallat que proporcioni als investigadors una visió més clara de la història de l’Univers. DESI també estudiarà galàxies nanes properes i corrents estel·lars a la Via Làctia i a la galàxia veïna d’Andròmeda per comprendre millor la matèria fosca, la forma invisible de matèria que constitueix la major part de la massa de l’Univers, però que encara no ha estat detectada directament.

Elevant el nivell dels futurs cartografitats

Més enllà del seu impacte en cosmologia, DESI també ha elevat discretament les expectatives de la comunitat sobre allò que els estudis astronòmics poden aspirar a assolir, especialment pel que fa a l’eficiència. Assolir aquesta fita abans del previst és resultat directe de l’alta eficiència de DESI. En només dos minuts després de mesurar els espectres d’un conjunt de 5.000 objectes, DESI ja està llest per observar-ne 5.000 més en una altra regió diferent del cel.

DESI també utilitza una estratègia d’observació dinàmica i innovadora, en què els temps d’exposició s’ajusten en temps real segons les condicions atmosfèriques i la brillantor del cel. Com a resultat, DESI produeix dades uniformes que compleixen els requisits de qualitat espectral a tot el cel sense invertir més temps d’observació del necessari. Les dades es processen ràpidament. L’endemà mateix els desplaçaments al vermell ja estan disponibles per a l’anàlisi. Aquestes innovacions han elevat el nivell i segurament influiran de manera significativa en la manera com es duran a terme futurs cartografiats espectroscòpics.

Reflexions dels membres de DESI sobre aquesta fita.

Aquests assoliments són el resultat d’un esforç global. L’experiment DESI reuneix més de 900 investigadors (incloent-hi 300 estudiants de doctorat) de més de 70 institucions d’arreu del món.

Adam Myers (Universitat de Utah, co-responsable de les operacions del cartografiat DESI) recorda:

“Al principi, el que més m’entusiasmava era treballar amb un instrument nou i extraordinari que produiria un mapa del cel sense precedents. Sabia que la gran quantitat d’espectres donaria lloc a descobriments inesperats, tot i que no sabia quins serien. Em preocupava que el nostre resultat sobre les oscil·lacions acústiques bariòniques (BAO) fos decebedor, que simplement confirméssim que l’energia fosca és una constant cosmològica amb errors més petits. També em preocupava que l’instrument pogués rendir per sota del previst d’alguna manera inesperada.”

“Les coses no han sortit de cap manera com esperava, sinó millor. L’instrument ha demostrat ser extraordinàriament robust, i continuarem fent observacions emocionants durant molts anys. També he après fins a quin punt la col·laboració DESI és capaç d’aconseguir millores contínues que, sumades, es tradueixen en un gran augment de l’eficiència de DESI.”

Dick Joyce (NOIRLab, científic del telescopi Mayall), va dir:

“El 2011, quan vaig començar a treballar en el projecte que es convertiria en DESI, va ser una oportunitat molt benvinguda per a mi, com a instrumentista amb una llarga trajectòria, de participar en el disseny, desenvolupament, construcció i operació d’un projecte apassionant que abordaria un dels grans temes de l’astrofísica moderna. A més, el projecte va sorgir en part de manera fortuïta, ja que prometia un futur per al telescopi Mayall, un telescopi antic però robust, una de les poques plataformes capaces d’allotjar DESI. En aquell moment, alguns dels objectius del projecte semblaven increïblement ambiciosos (30 milions de desplaçaments al vermell! 5.000 actuadors de fibra robòtica! 2 minuts de temps de reconfiguració!), però el fet que s’hagin assolit demostra la qualitat de l’esforç col·laboratiu per dissenyar, construir i operar aquest experiment fascinant.

Tot i que probablement és poc habitual que un científic s’entusiasmi amb amb la gestió, he de reconèixer que la direcció del projecte va fer possible que els complexos components de DESI fossin construïts per col·laboradors internacionals d’arreu del món, enviats a Kitt Peak i acoblats amb èxit en un instrument funcional. Aquest ha dut a terme un programa científic que ha complert en excés els seus objectius i que, de fet, i el reconeixement del seu èxit ha donat lloc a una extensió de tres anys. Personalment, em resulta molt satisfactori haver contribuït, encara que sigui modestament, a aquesta col·laboració de primera categoria, i és reconfortant pensar que, si les conclusions sobre la possible disminució de l’energia fosca són correctes, no ens enfrontem a la perspectiva de que l’Univers es desintegri a nivell subatòmic d’aquí a trilions d’anys.”

Claire Poppett (LBL, científica principal de fibra òptica de DESI i responsable del funcionament de les observacions), va dir:

“Recordo la increïble emoció que vaig sentir quan DESI finalment es va posar en marxa. Havíem dedicat anys a planificar acuradament l’instrument, i després encara més temps a construir i provar cada subsistema abans de reunir-ho tot a Kitt Peak. Quan vam arribar a l’inici de les observacions, sentíem que estàvem culminant un enorme esforç. Alguns moments amb tots els instruments ja muntats van ser inoblidables. La primera vegada que vam obtenir una imatge d’una galàxia amb el nou corrector i vam veure una qualitat d’imatge de 0,6 segons d’arc, va quedar clar que el sistema funcionava a la meravellosament. I després, la primera nit que vam apuntar les fibres òptiques als seus objectius i veiérem que els detectors s’omplien d’espectres bellíssims..En aquell moment va quedar clar que DESI ja no era només un concepte, sinó un instrument que funcionava. El treball intens de construcció havia donat els seus fruits, i podíem començar a fer allò per al qual s’havia dissenyat DESI: crear el mapa 3D de l’Univers més gran que mai s’ha construït.”

“En finalitzar l’estudi de cinc anys, una de les impressions més fortes que em queden és tot el que es pot aconseguir amb un equip dedicat que treballa cap a un objectiu comú. DESI es va dissenyar com una màquina extraordinàriament eficient per mesurar desplaçaments al vermell, i en molts sentits ha funcionat exactament com esperàvem. Però el que més em crida l’atenció són les persones: des d’aquelles que responien al telèfon a mitjanit per resoldre problemes amb l’instrument, fins a les que dedicaven llargues jornades a refinar procediments i millorar la qualitat de les dades.
El que he après durant aquest cartografiat és que els grans instruments científics poden dissenyar-se per funcionar amb una eficiència extraordinària, però, en última instància, el seu funcionament depèn de les persones. Hem demostrat fins a quin punt es pot arribar combinant l’instrument adequat amb una plataforma existent, una que molts consideraven massa antiga i destinada a ser retirada.”

Klaus Honscheid (OSU, co-científic de l’instrument i responsable d’operacions de l’instrument)

“Pensant en els inicis, recordo estar molt centrat en com el Sistema de Control de l’Instrument (ICS)—que el meu grup a Ohio State va desenvolupar—gestionaria tot plegat a la pràctica. Moltes coses han de passar en el breu interval entre exposicions. Mentre les dades anteriors es digitalitzen, el telescopi es reorienta, el hexàpode s’alinea i movem 5000 robots posicionadors de fibra. Al mateix temps, utilitzem les sis càmeres guia de DESI per fixar amb precisió la nostra posició al cel, fer una imatge de les fibres retroil·luminades i enviar els ajustos finals als robots. El nostre requisit era fer tot això en menys de dos minuts, cosa que en aquell moment semblava un gran repte. Em va fer molta il·lusió veure com tot encaixava al final de la fase de posada en marxa.”

“L’incendi forestal de Contreras el 2022 ens va posar en una situació molt complicada. Va amenaçar tot l’observatori i va deixar fora de servei la infraestructura d’electricitat i internet durant mesos. Però, sincerament, és una de les coses de les quals estic més orgullós: vam aconseguir tornar a posar DESI en funcionament molt abans del que ningú esperava. Per sort, just abans de l’incendi havíem instal·lat un sistema de comunicació de reserva amb Starlink. Vam passar a connexió per satèl·lit per al monitoratge i fins i tot vam improvisar una ‘sneaker net’: cada dia, algú baixava amb cotxe un disc dur amb les dades de la nit fins a Tucson, on es transferien al centre de computació NERSC a Berkeley. L’any següent, quan un atac de ciberseguretat va afectar diversos observatoris, ens vam desconnectar ràpidament d’internet públic per protegir el sistema, vam tornar a activar Starlink i la sneaker net, i pràcticament no vam perdre temps d’observació.

“Amb el temps, la nostra definició d’èxit ha evolucionat. Tot i que inicialment vam aconseguir reduir aquesta complexa seqüència entre exposicions a poc més d’un minut—fet que va ser excel·lent per a l’eficiència del sondeig—avui tenim dos minuts entre exposicions. Pot semblar un pas enrere, però en realitat és un bon compromís tècnic. Alguns dels CCD van desenvolupar ineficiències en la transferència de càrrega i no teníem prou recanvis per substituir-los tots. L’enginyer elèctric de LBNL, Armin Karcher, va idear un nou esquema de lectura utilitzant només dos dels quatre amplificadors per evitar les regions defectuoses. En integrar-lo a l’ICS, es va duplicar el temps de lectura i digitalització, però es va restaurar completament la qualitat científica de les dades.

“Com a reflexió final sobre la situació actual, l’Ann Elliott i jo vam configurar inicialment alarmes acústiques per alertar els observadors d’errors específics utilitzant sons d’animals de granja. La gallina i la vaca eren clarament les més temudes, perquè normalment volien dir que calia aturar les observacions i trucar a un expert. Amb els anys, hem resolt els problemes, i ara el ‘corral’ està gairebé en silenci. L’instrument pot funcionar durant dies sense cap alerta, cosa que és molt satisfactòria.”

Per diversió, podeu veure aquesta visualització, que mostra com DESI ha construït el seu mapa al llarg de cinc anys, connectant el mosaic d’observacions en 2D amb la construcció del mapa 3D.

Llegeix el comunicat de premsa de Berkeley Lab per més detalls.

 

Traducció: Andrea Muñoz-Gutiérrez, Marc Manera