En la cima de una montaña en el norte de Chile, la cámara digital más grande del mundo se está preparando para encenderse.
Su misión es simple pero ambiciosa: fotografiar todo el cielo nocturno con extremo detalle y descubrir algunos de los secretos más profundos del universo.
Ubicada dentro del Observatorio Vera C. Rubin, un nuevo telescopio a punto de completarse en Cerro Pachón, una montaña de 2.682 metros (8.800 pies) de altura a unas 300 millas (482 kilómetros) al norte de la capital chilena, Santiago, la cámara tiene una resolución de 3.200 megapíxelesaproximadamente el mismo número de píxeles que 300 teléfonos móviles, y cada imagen cubrirá un área del cielo tan grande como 40 lunas llenas.
Cada tres noches, el telescopio tomará imágenes de todo el cielo visible, produciendo miles de imágenes que permitirán a los astrónomos ver cualquier cosa que se mueva o cambie de brillo. La expectativa es que de esta manera Vera Rubin descubra alrededor de 17 mil millones de estrellas y 20 mil millones de galaxias que nunca antes habíamos visto, y eso es solo el comienzo.
“Rubin hará muchas cosas”, dice Clare Higgs, especialista en extensión astronómica del observatorio. «Estamos explorando el cielo como nunca antes lo habíamos hecho, lo que nos da la capacidad de responder preguntas que ni siquiera habíamos pensado hacer».
El telescopio observará el cielo nocturno durante exactamente una década, tomando 1.000 fotografías cada noche. “Dentro de 10 años, estaremos hablando de nuevos campos de la ciencia, nuevas clases de objetos, nuevos tipos de descubrimientos de los que ni siquiera puedo hablarles ahora, porque todavía no sé cuáles son. Y creo que eso es algo realmente emocionante”, añade Higgs.
Preparándose para el encendido
Bajo construcción desde 2015el telescopio lleva el nombre de la astrónoma estadounidense pionera Vera Rubin, quien murió en 2016 y, entre otros logros, confirmó por primera vez la existencia de materia oscura, la sustancia esquiva que constituye la mayor parte de la materia del universo, pero que nunca ha sido observada.
El proyecto se inició a principios de la década de 2000 gracias a donaciones privadas, incluidas las de los multimillonarios Charles Simonyi y Bill Gates. Posteriormente fue financiado conjuntamente por la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía y la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU., que también lo administra junto con el Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC, un centro de investigación operado por la Universidad de Stanford en California.
Aunque Rubin es un observatorio nacional de EE. UU., se encuentra en los Andes chilenos, ubicación que comparte con varios otros telescopios por varias razones. “Para los telescopios ópticos se necesita un lugar alto, oscuro y seco”, dice Higgs, refiriéndose a los problemas de contaminación lumínica y humedad del aire, que reducen la sensibilidad de los instrumentos. «Lo que se necesita es una atmósfera muy tranquila y bien entendida, y la calidad del cielo nocturno en Chile es excepcional, razón por la cual hay tantos telescopios aquí», añade. «Es remoto, pero tampoco tan remoto como para que sacar los datos de la montaña sea un problema; hay una infraestructura en la que Rubin puede apoyarse».
Actualmente en las etapas finales de construcción, se espera que el telescopio se encienda en 2025. «Actualmente estamos trabajando en ensamblar todas las piezas, pero todas están allí en la cima de la montaña; ese es un gran hito que alcanzamos durante el verano». dice Higgs. “Esperamos que sucedan cosas en la primavera del próximo año: reunir todo, alinear todo, asegurarnos de que todos los sistemas, desde la cumbre hasta nuestros canales y los datos, se vean como deberían y estén optimizados de la mejor manera. podemos. Ha habido literalmente décadas de trabajo de preparación en esto, pero nunca se sabe hasta que lo enciendes todo”.
Tras unos meses de pruebas, a finales de 2025, el observatorio realizará sus primeras observaciones, aunque Higgs advierte de que hay “fluidez” en este cronograma.
“10 millones de alertas por noche”
La misión principal de Rubin se llama LSST (Legacy Survey of Space and Time). “Este es un estudio de 10 años en el que miramos el cielo del sur todas las noches y lo repetimos cada tres noches. Así que básicamente creamos una película del cielo austral durante una década”, afirma Higgs.
La cámara puede tomar una fotografía cada 30 segundos, lo que generará 20 terabytes de datos cada 24 horas, tanto como lo que una persona promedio ve Netflix durante tres años o escucha Spotify durante 50 años. Una vez finalizada, la encuesta habrá producido más de 60 millones de gigabytes de datos sin procesar.
Sin embargo, solo tomará 60 segundos transferir cada imagen desde Chile a California, donde la IA y los algoritmos la analizarán primero, buscarán cambios u objetos en movimiento y generarán una alerta si se encuentra algo.
«Prevemos que el telescopio emitirá alrededor de 10 millones de alertas por noche», dice Higgs. “Las alertas son cualquier cosa que cambie en el cielo y abarcan una amplia gama de casos científicos, como objetos del sistema solar, asteroides y supernovas. Estamos anticipando millones de estrellas en el sistema solar y miles de millones de galaxias, razón por la cual el aprendizaje automático es realmente esencial”.
Los datos se entregarán a un grupo selecto de astrónomos cada año, y luego, después de dos años más, cada conjunto de datos estará disponible públicamente para que la comunidad científica global trabaje en ellos, dice Higgs.
Hay cuatro áreas principales de investigación que se espera que los datos abarquen: la creación de un inventario del sistema solar, que incluye el descubrimiento de varios cuerpos celestes nuevos y tal vez el planeta oculto conocido como Planeta Nueve; mapear toda nuestra galaxia; explorar una categoría especial de objetos llamados «transitorios», que cambian de posición o brillo con el tiempo; y comprender la naturaleza de la materia oscura.
«Probablemente hay 10 campos diferentes de la ciencia en los que puedo decirles que a Rubin le irá muy bien», dice Higgs. “Creo que en un par de meses tendremos más supernovas de tipo I de las que jamás se hayan observado, por ejemplo. Objetos interestelares, ahora tenemos dos candidatos, pero Rubin va a pasar de dos a, con suerte, más de unos pocos.
«Hay tantos campos en los que vamos a pasar de un par de cosas a una muestra estadísticamente grande de algo, y el impacto científico de lo que eso puede hacer es enorme».
“Las revoluciones están en marcha”
La comunidad astronómica está muy entusiasmada con el Observatorio Vera Rubin, dice David Kaiser, profesor de física y profesor de historia de la ciencia en Germeshausen en el Instituto Tecnológico de Massachusetts. Según Kaiser, el telescopio debería ayudar a aclarar cuestiones de larga data sobre la materia y la energía oscuras, dos de las características más obstinadas y misteriosas de nuestro universo.
«El Observatorio Vera Rubin permitirá a los astrónomos mapear la distribución de la materia oscura como nunca antes, basándose en cómo la materia oscura desvía el camino de la luz estelar ordinaria, un proceso conocido como ‘lente gravitacional'», explica Kaiser. «La materia oscura parece estar omnipresente en todo el universo, pero sigue siendo difícil cuantificar exactamente cómo se ha ido acumulando o agrupando a lo largo del tiempo en grandes extensiones del cielo nocturno», dice, y agrega que al recopilar más datos sobre la distribución de la materia oscura , el Observatorio Vera Rubin podría ayudar a los astrofísicos a discernir sus propiedades.
Otro antiguo enigma cósmico que Rubin podría resolver es la búsqueda del Planeta Nueve. Konstantin Batygin, profesor de ciencia planetaria en el Instituto de Tecnología de California, que ha escrito varios artículos académicos sobre el tema, dice que el telescopio no sólo “ofrece una oportunidad real de detectar directamente el Planeta Nueve, sino que incluso si el planeta elude la observación directa, El mapeo detallado de la arquitectura dinámica del sistema solar exterior, particularmente la distribución orbital de cuerpos pequeños, ofrecerá pruebas críticas de la hipótesis del Planeta Nueve”. En resumen, añade, el Observatorio Vera Rubin está destinado a revolucionar nuestra comprensión del sistema solar exterior y está llamado a ser un «cambio de juego».
Hay pocos astrónomos que no estén entusiasmados con Rubin, dice Kate Pattle, profesora del Departamento de Física y Astronomía del University College de Londres, porque mapeará el espacio en escalas de tamaño que van desde las más locales (el seguimiento de asteroides cercanos a la Tierra en nuestro propio Sistema Solar, hasta el más grande, mapeando la distribución de la materia oscura en todo el universo.
“Rubin regresará a las mismas partes del cielo una y otra vez, lo que significa que abrirá nuevos caminos en el estudio de los transitorios astronómicos: identificará estrellas variables, rastreará restos de supernovas a medida que se desintegran y observará gamma de muy alta energía. estallidos de rayos y la variabilidad de los quásares, que son galaxias muy distantes y muy activas. Al hacerlo, proporcionará información sin precedentes sobre cómo evolucionan nuestro universo y las estrellas y galaxias que lo componen”.
Según Priyamvada Natarajan, profesor de astronomía y física en la Universidad de Yale, el Observatorio Rubin puede batir récords en muchos frentes y toda la comunidad astronómica está esperando el primer vuelo. La encuesta proporcionará datos para una gran variedad de proyectos científicos que abordarán muchas preguntas fundamentales abiertas de una sola vez, desde el universo cercano al distante, incluyendo no sólo un tesoro escondido de galaxias, cúmulos, cuásares, supernovas y explosiones de rayos gamma. y otros transitorios: “También mejorará nuestra visión del sistema solar con un inventario aún incomparable de asteroides cercanos a la Tierra, objetos del cinturón de Kuiper (un área de objetos helados más allá de la órbita de Neptuno); en resumen, hay algo para todos”, dice.
Añade que el hallazgo más emocionante sería si el telescopio revelara la verdadera naturaleza de la materia oscura, un descubrimiento que seguramente haría las delicias de Vera Rubin.
«Después de todo, fue su trabajo fundamental sobre la detección de materia oscura en galaxias espirales en la década de 1970 lo que impulsó esta búsqueda», dice Natarajan. “Las perspectivas son tentadoras y, sin duda, se avecinan revoluciones”.
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