Observatorio Rubin detectará millones de estrellas explotando

El rápido rastreo del cielo nocturno del Observatorio Rubin pemitirá capturar la mayor muestra de supernovas hasta la fecha, lo que aportará nuevos conocimientos sobre la naturaleza de la materia oscura

22 Enero 2025

El Observatorio Vera C. Rubin de NSF–DOE, que financian de manera conjunta la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos y la oficina de Ciencias del Departamento de Energía de Estados Unidos, muy pronto será testigo de las explosiones de millones de estrellas moribundas. Los científicos utilizan la luz de estos eventos para medir las distancias cósmicas y estudiar los efectos de la energía oscura en la expansión del Universo. A lo largo de los 10 años de duración de la Investigación del Espacio-Tiempo como Legado para la Posteridad, Rubin podrá cambiar nuestra comprensión acerca de cómo y cuándo se formó el Universo.

Medir distancias en el Universo es mucho más difícil que hacerlo en la Tierra. ¿Una estrella más brillante está más cerca de la Tierra que otra, o simplemente emite más luz? Para medir distancias precisas, los científicos utilizan objetos que emiten un cantidad conocida de luz, como la que emiten las supernovas de Tipo “Ia”.

Estas particulares explosiones, que se cuentan entre las más brillantes registradas en el cielo nocturno, resultan de la muerte violenta de estrellas enanas blancas y proporcionan a los astrónomos una referencia fiable. Su brillo y color, combinados con información sobre las galaxias en las que residen, permiten a los científicos calcular su distancia y cuál es la expansión del Universo mientras su luz viaja hasta nosotros. Con un número suficiente de supernovas observadas de tipo “Ia”, los científicos pueden medir el ritmo de expansión del Universo y determinar si cambia con el tiempo.

Los miles de supernovas de este tipo detectadas hasta la fecha, han proporcionado una gran cantidad de datos, pero aún queda un vasto océano de información por descubrir al analizar con mayor detalle la variación de su brillo a lo largo del tiempo. El Observatorio Vera C. Rubin de NSF-DOE comenzará muy pronto a sondear cada noche el cielo del hemisferio sur por un período de 10 años. Cada vez que Rubin detecte un objeto que cambie de brillo o de posición, enviará una alerta a la comunidad científica. Con una detección tan rápida, Rubin será la herramienta más poderosa para detectar supernovas Tipo “Ia” antes que desaparezcan.

El Observatorio Rubin está financiado de forma conjunta por la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos y la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de los Estados Unidos. Rubin es un Programa de NOIRLab de NSF y del Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC de DOE, quienes operarán Rubin de manera conjunta.

Científicos como Anais Möller, miembro de la Colaboración Científica para la Energía Oscura Rubin/LSST, esperan con impaciencia el inicio de los diez años de la Investigación del Espacio-Tiempo como Legado para la posteridad (LSST), en la que se espera que se detecten millones de supernovas Tipo “Ia”: “El gran volumen de datos de Rubin proporcionará una muestra de todo tipo de supernovas de Tipo “Ia”, en un rango de distancias y en muchos tipos diferentes de galaxias”, explicó Möller.

De hecho, Rubin descubrirá muchas más supernovas de Tipo “Ia” en los primeros meses de la investigación LSST que las que se utilizaron en el descubrimiento inicial de la energía oscura, la misteriosa fuerza que hace que nuestro Universo se expanda más rápido de lo esperado según la teoría de la gravedad. Las mediciones actuales apuntan a que la energía oscura pueda cambiar a lo largo del tiempo, lo que de ser confirmado podría ayudar a precisar nuestra compresión sobre la edad y evolución del Universo. Esto, a su vez, influiría en nuestra comprensión de cómo se formó el Universo, incluyendo la rapidez con la que se formaron las estrellas y las galaxias en el Universo primitivo.

Con un conjunto mucho mayor de supernovas de Tipo “Ia” de todo el Universo, los científicos podrán perfeccionar nuestro mapa actual del espacio-tiempo, obteniendo una imagen más completa de la influencia de la energía oscura: “El Universo en expansión es como un elástico que se estira. Si la energía oscura no es constante, sería como estirar el elástico de distinta forma en diferentes puntos. Creo que en la próxima década seremos capaces de determinar si la energía oscura es constante o evoluciona con el tiempo cósmico. Rubin nos permitirá hacerlo con supernovas de de este tipo”, explicó Möller.

Cada noche, el Observatorio Rubin producirá unos 20 terabytes de datos y hasta 10 millones de alertas. Ningún otro observatorio en la historia ha producido una canalización de datos como esta. Esto obligó a los científicos a repensar la manera en que se gestionan las rápidas alertas, y a desarrollar métodos y sistemas capaces de manejar los enormes conjuntos de datos que vendrán.

El diluvio de alertas nocturnas de Rubin, estará a disposición de los científicos mediante siete sistemas de software comunitarios que alimentarán y procesarán estas alertas antes de ponerlas a disposición de los científicos alrededor del mundo. Möller, junto a un amplio grupo de investigadores de distintas especialidades, está desarrollando uno de estos sistemas llamado Fink.

Los sistemas informáticos recopilan las alerta de Rubin todas las noches, juntando los datos de Rubin con otros conjuntos de datos. Entonces, mediante el uso de aprendizaje automático (machine-learning), se clasifican de acuerdo a su tipo, ya sea como Kilonova, estrella variable o supernova Tipo “Ia”, entre otras. Los científicos que utilicen uno de los sistemas comunitarios de Rubin, como Fink, podrán clasificar el enorme conjunto de datos de alertas según los filtros seleccionados, lo que les permitirá localizar rápidamente los datos útiles para su investigación.

“Debido a los grandes volúmenes de datos, no podemos hacer ciencia de la misma manera que antes. Rubin es un cambio generacional. Y nuestra responsabilidad es desarrollar los métodos que utilizará la próxima generación” concluyó Möller.

Más Información

El Observatorio Vera C. Rubin de NSF-DOE, financiado por la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU. y la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de EE.UU., es un nuevo y revolucionario observatorio astronómico y astrofísico que se está construyendo en Cerro Pachón (Chile) y cuya primera luz está prevista para 2025. Lleva el nombre de la astrónoma Vera Rubin, quien aportó las primeras pruebas convincentes de la existencia de la materia oscura. Utilizando la cámara digital más grande jamás construida, Rubin tomará imágenes detalladas del cielo durante diez años y creará un registro time-lapse ultra-ancho y de ultra-alta definición de nuestro Universo.

El Observatorio Vera C. Rubin de NSF-DOE es una iniciativa conjunta de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos (NSF) y la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE/SC). Su misión principal es llevar a cabo la Investigación del Espacio-Tiempo como Legado para la posteridad, proporcionando un conjunto de datos sin precedentes para la investigación científica respaldada por ambas agencias. Rubin es operado conjuntamente por NOIRLab de NSF y el Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC. NOIRLab de NSF es administrado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA) y SLAC es operado por la Universidad de Stanford para el DOE. Francia proporciona un apoyo clave a la construcción y las operaciones del Observatorio Rubin a través de las contribuciones del CNRS/IN2P3. El Observatorio Rubin tiene el privilegio de investigar en Chile y agradece las contribuciones adicionales de más de 40 organizaciones y equipos internacionales.

La Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU. (NSF) es una agencia federal independiente creada por el Congreso de ese país en 1950 para promover el progreso de la ciencia. La NSF apoya la investigación básica y a las personas para crear conocimientos que transformen el futuro.

La Oficina de Ciencias del DOE es el mayor patrocinador de la investigación básica en ciencias físicas en Estados Unidos y trabaja para abordar algunos de los desafíos más urgentes de nuestro tiempo.

NOIRLab de NSF, el centro de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos para la astronomía óptica-infrarroja terrestre, opera el Observatorio Internacional Gemini (una instalación de NSF, NRC-Canadá, ANID-Chile, MCTIC-Brasil, MINCyT-Argentina, y KASI-República de Corea), el Observatorio Nacional Kitt Peak de NSF (KPNO), el Observatorio Interamericano Cerro Tololo de NSF (CTIO), el Centro de Datos para la Comunidad Científica (CSDC), y el Observatorio Vera C. Rubin de NSF-DOE (en cooperación con el Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC del DOE). Es administrado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA) en virtud de un acuerdo de cooperación con NSF y tiene su sede central en Tucson, Arizona.

La comunidad científica está honrada por tener la oportunidad de realizar investigaciones astronómicas en I’oligam Du’ag (Kitt Peak) en Arizona, en Maunakea en Hawaiʻi, y en Cerro Tololo y Cerro Pachón, en Chile. Reconocemos y apreciamos el importante rol cultural y el valor que I’oligam Du’ag (Kitt Peak) tiene para la Nación Tohono O'odham, y el que Maunakea tiene para la comunidad Kanaka Maoli (hawaianos nativos).

El Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC explora cómo funciona el Universo en escalas más grandes, más pequeñas y más rápidas, y elabora herramientas poderosas utilizadas por investigadores de todo el mundo. Como líderes mundiales en ciencia ultrarrápida y audaces exploradores de la física del Universo, forjamos nuevos caminos para comprender nuestros orígenes y construir un futuro más sano y sostenible. Nuestros descubrimientos e innovaciones ayudan a desarrollar nuevos materiales y procesos químicos y abren perspectivas sin precedentes del cosmos y de la maquinaria más delicada de la vida. Basándonos en más de 60 años de investigación visionaria, ayudamos a dar forma al futuro avanzando en áreas como la tecnología cuántica, la computación científica y el desarrollo de aceleradores de nueva generación. El SLAC es operado por la Universidad de Stanford para la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de Estados Unidos.

Este comunicado de prensa fue traducido por Manuel Paredes

Contactos

Anais Möller
Senior Lecturer and ARC DECRA Fellow
Swinburne University of Technology
Correo electrónico: anaismoller@gmail.com

Bob Blum
Director for Operations
Vera C. Rubin Observatory / NSF NOIRLab, +1 520-318-8233
Correo electrónico: bob.blum@noirlab.edu

Željko Ivezić
Director of Rubin Construction / Professor of Astronomy
AURA / University of Washington
Tel: +1-206-403-6132
Correo electrónico: ivezic@uw.edu

Josie Fenske
Jr. Public Information Officer
NSF NOIRLab
Correo electrónico: josie.fenske@noirlab.edu

Manuel Gnida
Head of External Communications
SLAC National Accelerator Laboratory
Tel: +1 650-926-2632 (office)
Cel: +1 415-308-7832 (cell)
Correo electrónico: mgnida@slac.stanford.edu

Esta es una traducción del Comunicado de Prensa de NOIRLab noirlab2503.