Bela Abolfathi, University of California Irvine
Junio 1, 2021
El 17 de mayo, DESI inició oficialmente un estudio de 5 años del cosmos para estudiar la energía oscura y su papel en la expansión acelerada del Universo. En el transcurso de su estudio, DESI recopilará espectros de más de 30 millones de galaxias a lo largo de 11 mil millones de años, una hazaña que dará como resultado el mapa 3D del Universo más grande jamás creado.
El Prof. David Kirkby de UC Irvine creó una visualización interactiva 3D que ayuda a poner en perspectiva exactamente cuán ambiciosa es esta misión. La visualización vinculada a la imagen a continuación muestra alrededor de 30,000 galaxias observadas durante la fase de validación del sondeo (menos del 0.1% de las galaxias que DESI catalogará eventualmente) empaquetadas en el espacio detrás de la palma de la mano con el brazo extendido.
Cada uno de los cuatro tipos de galaxias observadas por DESI se denota con un color diferente y corresponden a galaxias brillantes (BGS), galaxias rojas luminosas (LRG), galaxias de línea de emisión (ELG) y cuásares (QSO). Estos tipos pueblan diferentes regímenes de desplazamiento al rojo, como se ve en la progresión de colores a lo largo de la película. Eso no quiere decir que los tipos se limiten a regiones seleccionadas del espacio de desplazamiento al rojo. Más bien, están apuntados de esta manera porque, una vez que se han desplazado al rojo hacia nuestro telescopio, sus firmas únicas caen en la ventana de 360-980 nanómetros registrada por nuestros detectores. En el caso de los cuásares de alto corrimiento al rojo, estos objetos se seleccionan porque ayudan a revelar la distribución de la materia en el medio intergaláctico a través de las sombras que proyectan a lo largo de su viaje.
Al igual que la apertura al comienzo de cada película de Star Wars, la visualización comienza en el Universo cercano y nos lleva atrás en el tiempo a distancias muy, muy lejanas. ¿Exactamente cómo determinamos estas distancias? Comenzamos con el corrimiento al rojo de cada galaxia, que podemos medir a partir de su espectro observado. Tanto la composición como la curvatura del Universo determinarán qué tan rápido se expande y, por extensión, cualquier noción de distancia. Por lo tanto, debemos asumir un modelo cosmológico particular para luego transformar los desplazamiento al rojo en distancias comóviles.
La visualización utiliza por defecto los valores fiduciales de 31% de materia, 69% de energía oscura y curvatura cero. Cambiar estos parámetros tendrá un efecto notable en la distancia recorrida, así como en la edad del Universo.
Una de las principales pruebas cosmológicas que realizará DESI son las oscilaciones acústicas bariónicas (BAO, por las siglas en inglés de Baryon Acoustic Oscillations), las huellas de las ondas sonoras reliquia del Universo temprano. BAO es una longitud estándar que se utiliza para medir la escala a la que tienden a agruparse las galaxias. Los círculos concéntricos que emanan del centro de la visualización 3D muestran la escala BAO de 150 Mpc comóviles en la que esperamos que las galaxias se agrupen un poco más a menudo que en una distribución aleatoria de galaxias.
