Claire Lamman, Harvard University
Agosto 20, 2021
Para muchos, el término “exploradores” les trae a la mente largos viajes por el océano, aventureros que se sumergen en la jungla y comerciantes que descubren nuevas conexiones entre continentes. La exploración, como profesión, se volvió obsoleta ya que simplemente no quedaban regiones grandes e inexploradas y la Tierra se trazó minuciosamente.
Sin embargo, todavía hay muchas regiones inexploradas más allá de nuestro planeta. Cientos de exploradores de hoy en día están trazando un mapa de las galaxias que nos rodean, una actividad que me gusta considerar como Cartografía Cósmica. Afortunadamente para nosotros, no hay tanto escorbuto ni serpientes involucradas, pero hay un esfuerzo masivo detrás de los sondeos de hoy y la cosmología viene con su propio conjunto de aventuras.
DESI está creando el mapa más detallado hasta ahora de las galaxias cercanas. Para celebrar la conexión entre los primeros exploradores terrestres y cósmicos, hice este DESI artístico al estilo de los primeros mapas del mundo. Aquí hay una guía con algunos de los detalles:
- Una historia de nuestro universo. Desde el Big Bang, nuestro universo pasó por muchos cambios a medida que la materia se formó y finalmente hizo estrellas, galaxias y a nosotros. Para comprender cómo ocurren estos cambios y qué tan rápido está creciendo el universo, debemos comprender de qué está hecho.
- Gráfico circular del universo. A partir de nuestras observaciones, sabemos que la materia normal (la materia de la que estamos hechos las estrellas, el polvo, tú y yo) solo representa aproximadamente el 5% del contenido del universo. El 26% es materia oscura, materia que no podemos ver, pero podemos estudiar cómo su gravedad afecta la materia normal y la luz que la rodea. El otro 69% es energía oscura. Hasta donde sabemos, lo único que tiene en común con la materia oscura es un nombre espeluznante. La energía oscura es la fuerza misteriosa a la que atribuimos la rápida expansión del cosmos. Para obtener más información, consulta esta publicación del blog.
- Mapa de tiempo. La luz necesita tiempo para viajar. La luz que vemos de las galaxias cercanas es relativamente joven, pero la de las galaxias más antiguas proviene de un universo mucho más antiguo. Por lo tanto, podemos vislumbrar cómo se veía el universo en diferentes momentos trazándolo cerca y lejos. Este es el mapa elaborado por Sloan Digital Sky Survey (SDSS) de las galaxias que nos rodean. La Tierra está en el centro. Parece un reloj de arena porque esas son las galaxias en la parte del cielo donde SDSS estaba midiendo. Si observas de cerca, es posible que puedas ver alguna estructura; en los lugares con la mayor cantidad de datos, puedes elegir una esponja o un patrón de red.
- DESI. Este es nuestro logo. Nuestra misión es hacer un mapa más detallado para que podamos explorar algunas de las preguntas restantes sobre la energía oscura y la evolución del universo.
- La huella de DESI. Este mapa muestra las partes del cielo que DESI está mirando. Lo llamamos la “huella”. Un trozo está al sur de la Vía Láctea (izquierda) y otro al norte (derecha). DESI ya ha seleccionado los 30 millones de galaxias que mediremos. Para obtener más información, consulta esta publicación del blog.
- La casa de DESI. DESI se encuentra en la cima de una montaña en Arizona, Kitt Peak (izquierda). Es parte del telescopio más grande de la montaña, el Mayall (derecha).
- El telescopio. Esto es lo que se encuentra debajo del domo: una estructura masiva que sostiene un espejo primario de 15 toneladas, arreglos ópticos finamente afinados, un plano focal y una habitación separada llena de espectrógrafos. Más sobre todo esto a continuación.
- Cómo funciona. Este es un diagrama simplificado del telescopio. Primero, la luz golpea el espejo primario. Luego se refleja en una serie de lentes antes de llegar al plano focal. El plano focal es un disco de 5,000 posicionadores robóticos, cada uno capaz de recoger la luz de su propia galaxia. La luz de cada robot se envía a través de cables de fibra óptica a espectrógrafos, que miden la luz para que podamos obtener un espectro para cada galaxia (11).
- El plano focal. A menudo trazamos los valores de cada posicionador, ya que están colocados en el plano focal. Este es un dibujo de lo que vimos cuando el telescopio apuntó a Andrómeda. Esta galaxia ocupa la cantidad perfecta de cielo para que tengamos una “fotografía” de ella con solo mirar los valores del posicionador. Las otras galaxias están lo suficientemente lejos como para que cada una tenga su propio posicionador.
- Los posicionadores. Aquí hay un diagrama de cómo se ve uno de los posicionadores robóticos, con un dibujo de uno en el fondo.
- Espectros. Este es el tipo de medición que queremos obtener de cada galaxia. La luz de una galaxia contiene muchas señales, codificadas en la cantidad de luz que está presente para diferentes cantidades de energía. Cuando graficas la intensidad de la luz en función de la energía (o longitud de onda), se ve algo como esto. Este es el espectro de un quásar, un tipo de galaxia brillante con un agujero negro muy activo en su centro. Esperamos ver ciertos picos en ciertos niveles de energía. Estos cambian según el movimiento de la galaxia y nos permiten medir su distancia. Para obtener más información, consulta esta publicación del blog.
Más detalles
12. Draco.Ubicaciones de estrellas y arte de la constelación Draco. ¡No puedes tener un mapa antiguo sin una serpiente!
13. Tomog. Tomog es la palabra Oʼodham para la Vía Láctea. La gente de Tohono O’odham es nativa de Kitt Peak y de la tierra que la rodea.
14. Lingüística cósmica. Estas ecuaciones ayudan a los astrónomos a describir y estudiar la cosmología. Expresan todo, desde cómo otros objetos se ven más tenues hasta cómo los diferentes componentes del universo afectan su evolución.
15. El perro de DESI. Nuestra querida mascota, el coyote DESI, con la constelación de Canis major, o “el can mayor”.
