La cámara de energía oscura de 570 megapíxeles revela los misterios del universo oscuro
Esta imagen fue tomada con la Cámara de Energía Oscura (DECam) de 570 megapíxeles construida por el Departamento de Energía de Estados Unidos e instalada en el telescopio de 4 metros Víctor M. Blanco de la Fundación Nacional de Ciencias en el Observatorio Interamericano (CTIO) en Monte Tololo, un proyecto de NSF NOIRLab. | Versión escalable de tamaño completo
Por primera vez se han combinado en un solo experimento cuatro métodos diferentes para estudiar la energía oscura y el universo oscuro. En el centro del experimento se encuentra una cámara de energía oscura de 570 megapíxeles. Combinados, los cuatro experimentos proporcionan la imagen más clara hasta ahora de cómo la energía oscura da forma al universo.
La Dark Energy Survey Collaboration, un equipo global de científicos, pasó seis años realizando un estudio de área amplia del cielo nocturno en el espacio profundo utilizando una cámara de energía oscura de 570 megapíxeles construida por el Departamento de Energía de EE. UU. y montada en el telescopio NSF Víctor M. Blanco de 4 metros en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO) de NSF en Chile. Durante casi 760 noches entre 2013 y 2019, la colaboración DES capturó datos valiosos de 669 millones de galaxias, a miles de millones de años luz de la Tierra. El estudio cubrió una octava parte de todo el cielo nocturno.
Ahora, después de múltiples experimentos de seguimiento, análisis de datos y recopilación adicional de datos, la Colaboración DES ha publicado los resultados de la investigación de seis años, proporcionando un modelo de la historia de la expansión del universo que es “dos veces más riguroso” que los análisis anteriores. En el campo de la cosmología, este es un gran avance en la comprensión y un gran logro.
Además de las fotografías de ultra alta resolución, la colaboración incluye datos de lentes débiles y detectores de cúmulos de galaxias, dos técnicas que los científicos pueden utilizar para medir la historia de expansión del universo. La colaboración también incluye mediciones utilizando oscilaciones acústicas bariónicas (BAO), supernovas de tipo Ia, cúmulos de galaxias y lentes gravitacionales débiles. Estos planes comenzaron hace 25 años cuando se propusieron por primera vez estudios de energía oscura. Las últimas investigaciones cubren nuevo trabajo de investigaciónpresentado a Revisión física D. Este importante artículo refleja la Otros 18 artículos de investigación de apoyo..
“Es una sensación increíble ver estos resultados basados en todos los datos y los cuatro detectores del programa DES. Esto era algo con lo que sólo me atrevía a soñar cuando DES comenzó a recopilar datos, y ahora es un sueño hecho realidad”, dijo Yuanyuan Zhang, astrónomo asistente de NSF NOIRLab y miembro de la colaboración DES.
El estudio reduce significativamente la gama de posibles modelos que explican la historia y el comportamiento del universo.
“Estos resultados del Dark Energy Survey arrojan nueva luz sobre nuestra comprensión del universo y su expansión”, explicó Regina Rameika, subdirectora de la Oficina de Física de Altas Energías de la Oficina de Ciencias del DOE. “Muestran cómo las inversiones a largo plazo en investigación y la combinación de múltiples tipos de análisis pueden proporcionar información sobre algunos de los mayores misterios del universo”.
Aunque el estudio riguroso de la energía y la materia oscuras es un capítulo relativamente nuevo en la astrofísica y la ciencia, las primeras pistas sobre la existencia de la energía oscura se descubrieron hace un siglo. Los astrónomos han notado que las galaxias distantes parecen alejarse de la Tierra. De hecho, cuanto más lejos está una galaxia, más rápido parece retroceder. Esta es la primera evidencia significativa de que el universo se está expandiendo.
Sin embargo, dado que el universo está “cargado de gravedad”, los astrónomos han creído durante mucho tiempo que el universo eventualmente alcanzaría un punto en el que ya no podría sostener la expansión, lo que significaría que se desaceleraría.
En 1998, dos equipos independientes de cosmólogos utilizaron supernovas distantes para determinar que la expansión del universo se estaba acelerando en lugar de desacelerarse. Para explicar estos hallazgos, los cosmólogos han propuesto alguna fuerza desconocida que impulsa la expansión acelerada del universo: la energía oscura.
Hoy en día, los astrofísicos creen que alrededor del 70% de la densidad de masa-energía del universo es energía oscura.
Como sugiere el nombre, la energía oscura no se puede observar directamente. Sin embargo, se puede lograr su impacto, y eso es exactamente lo que ha estado haciendo la Dark Energy Survey Collaboration.
“Para obtener los últimos resultados, los científicos del DES han mejorado enormemente los métodos utilizando lentes débiles para reconstruir de manera sólida la distribución de la materia en el universo. Las lentes débiles son la distorsión de la luz de galaxias distantes debido a la atracción gravitacional de la materia que interfiere, como los cúmulos de galaxias”. NOIRLab escribió. “Lo hacen midiendo la probabilidad de que dos galaxias estén a cierta distancia una de otra y la probabilidad de que también estén distorsionadas de manera similar por lentes débiles. Al reconstruir la distribución de la materia a lo largo de los 6 mil millones de años de historia del universo, estas mediciones de lentes débiles y distribución de galaxias les dicen a los científicos cuánta energía y materia oscura hay en cada momento”.
Si bien los últimos resultados reducen la gama de modelos factibles que explican la naturaleza del universo y apoyan en gran medida el modelo estándar de cosmología, Lambda, materia oscura fría, los científicos señalan que todavía hay un parámetro que está fuera de lugar. Aún no hay evidencia suficiente para descartar completamente la posibilidad del Modelo Estándar, pero algunas cosas aún no son seguras.
Hay más trabajo por hacer, especialmente con los nuevos Observatorio Vera Rubin de NSF-DOEtiene la cámara más grande del mundo. petapíxeles Sea testigo del telescopio con sus propios ojos.y Impresionantes las primeras imágenes del observatorio. El Observatorio Vera C. Rubin está llevando a cabo un estudio patrimonial espacio-temporal de diez años de duración que catalogará aproximadamente 20 mil millones de galaxias en el cielo nocturno del hemisferio sur. Sus datos se aplicarán a las investigaciones sobre la energía oscura y, si todo va como se espera, mejorarán aún más la comprensión de la humanidad sobre la energía oscura y la historia del universo.
“DES es transformador y el Observatorio Vera C. Rubin de NSF-DOE nos llevará aún más lejos”, añadió Chris Davis, director del programa NOIRLab de NSF. “El estudio sin precedentes de Rubin del cielo austral permitirá nuevas pruebas de gravedad y revelará la energía oscura”.
Fuente de la imagen: CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA. Procesamiento de imágenes: TA Rector (Universidad de Alaska Anchorage/NSF NOIRLab) y M. Zamani (NSF NOIRLab). Los estudios relevantes se han analizado y recopilado en un artículo de investigación presentado recientemente “.Resultados del año 6 del Dark Energy Survey: limitaciones cosmológicas en los cúmulos de galaxias y lentes débiles” proporcionado por la Colaboración DES.
