El mapa 3D más grande del Universo comienza a revelar la historia de su expansión

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El Instrumento Espectrográfico de Energía Oscura (DESI) acaba de completar los primeros siete meses de su misión de observación del cielo. Permite mostrar un mapa tridimensional -todavía inacabado- del Universo, el más grande y detallado jamás creado. Ya está ayudando a los astrónomos a descubrir los secretos de las fuentes de luz más poderosas del Universo y permitirá una mejor comprensión de su historia más adelante.

Este es un mapa 3D del cosmos que muestra cúmulos, filamentos y vacíos, proporcionado por el Observatorio Kitt Peak en los Estados Unidos. Desde mayo de 2021, el Instrumento Espectrográfico de Energía Oscura (DESI) cartografia el cielo, instalado en el telescopio Mayall (4 metros). Debe contener más de 35 millones galaxias en su catálogo hasta el final de su funcionamiento en 2026, lo que permitirá a los científicos iniciar numerosas investigaciones en cosmología y astrofísica.

Es importante tener en cuenta que el 70% de la densidad de energía del Universo parece deberse a la «energía oscura» de naturaleza desconocida, que solo se sabe que acelera la expansión del Universo. Si bien se supone que la gravedad contiene la expansión del Universo, la velocidad de esa expansión en realidad se está acelerando cada vez más, revelando más energía oscura. Este último nunca se ha observado directamente, aunque se miden sus efectos.

Cartografía 3D del Universo producida por DESI: cada punto de color representa un galaxia, que a su vez está formado por cientos de miles de millones de estrellas. La Tierra está en la esquina inferior izquierda con una vista de más de 5 mil millonesaños luz hacia la constelación de Virgo. A medida que avanza la animación, la perspectiva se amplía a la constelación de Botes. © D. Schlegel/Berkeley Lab/DATOS DESI.

Una misión que revela el pasado y el futuro del Universo

La misión de observación tomó mucho tiempo para comenzar. Construido en 2015, el espectrógrafo DESI abrió sus 5000 «ojos» en 2019, incluso cuando la crisis de salud retrasó su lanzamiento… Ojos robóticos de fibra óptica, con una precisión de 10 micrones. » Es menos que el grosor de un cabello humano. », él dijo El físico de la Universidad Estatal de Ohio Klaus Honscheid, co-científico del instrumento, quien presentará el primer artículo de la sesión DESI. » Y debes posicionar cada robot para recolectar luz de galaxias a miles de millones de años luz de distancia. «, él añade.

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En cinco años, el espectrógrafo debería ayudar a los astrónomos a comprender el papel de la energía oscura en la expansión del Universo, estudiando su pasado y el futuro que le espera. Para ello, está previsto medir la distancia de 35 millones de galaxias y 2,4 millones de cuásares -una variedad de galaxias especialmente brillantes- en más de un tercio de todo el cielo. Los científicos podrán medir la variación en la tasa de expansión del Universo con una precisión sin precedentes. Este nivel de precisión es necesario para recopilar imágenes detalladas del espectro de colores de millones de galaxias.

DESI divide la luz de cada galaxia en su espectro de color y determina cuánto se ha corrido al rojo la luz. De hecho, sabemos que cuanto más se desplaza el espectro de luz de una galaxia hacia el rojo, más lejos está esa galaxia de nosotros. Estos desplazamientos al rojo permiten a DESI ver la profundidad del cielo y, mediante el mapeo de cúmulos y supercúmulos de galaxias, determinar su historial de expansión. Los cúmulos y supercúmulos llevan ecos de su formación original, cuando eran solo ondas en el cosmos naciente.

El estudio ha catalogado más de 7,5 millones de galaxias y va añadiendo más de un millón al mes. Solo en noviembre de 2021, DESI catalogó los desplazamientos al rojo de 2,5 millones de galaxias.

Agujeros negros y galaxias brillantes

Además, los datos DESI se están utilizando actualmente para comprender el comportamiento de agujeros negros masa intermedia en galaxias pequeñas. De hecho, un Calabozo es, por definición, muy difícil de encontrar a menos que atraiga suficiente materia para formar un núcleo galáctico activo (AGN): gas, polvo y otros materiales.

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En las galaxias grandes, las NGA se encuentran entre los objetos más brillantes, pero en las galaxias pequeñas, las NAG pueden ser mucho más difíciles de distinguir de las estrellas nacientes. DESI, sin embargo, proporcionará más información sobre los núcleos de las galaxias pequeñas, lo que dará a los científicos pistas sobre cómo se formaron los AGN brillantes en el Universo primitivo.

El instrumento también proporcionará una mejor comprensión de la evolución de los cuásares, los objetos más brillantes de nuestro universo. » Me gusta pensar en ellos como luces de la calle que miran hacia atrás en la historia del Universo. dijo Victoria Fawcett, estudiante de astronomía en la Universidad de Durham, Reino Unido. Los cuásares, cuya evolución nunca antes se había probado, son excelentes sondas del Universo primitivo debido a su gran poder. Grandes muestras de objetos raros también se pueden estudiar en los próximos años.

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