La cámara se alimentará con la luz de la estrella reflejada en un espejo primario que tiene 8.4 m de ancho y que llevó a los científicos de la Universidad de Arizona siete años para moler en su forma única. A pesar de su tamaño, los espejos, el telescopio y la cúpula de plata gigante que alberga, todo puede moverse juntos extremadamente rápido. El telescopio podrá tomar una imagen cada 30 segundos y su “cerebro”, una pieza de software conocida como el programador, utilizará algoritmos de aprendizaje automático para resolver automáticamente los mejores lugares para apuntar la cámara, todas las noches, ya que intenta cubrir la mayor cantidad posible del cielo, al tiempo que evita obstrucciones, como las nubes o los satélites por encima. En el transcurso de una década, cada punto en el cielo se fotografiará alrededor de 800 veces.
En una imagen publicada esta semana por el equipo de Rubin, por ejemplo, cosiendo diez horas de observaciones, los astrónomos identificaron más de 2000 asteroides en el sistema solar que nunca se habían visto antes (incluidos siete asteroides cercanos a la tierra). A modo de comparación, alrededor de 20,000 asteroides son descubiertos en total cada año por todos los demás observatorios basados en tierra y espaciales. Durante el LSST, Rubin llevará a cabo el censo más detallado de los millones de objetos aún desconocidos en el sistema solar, incluida la triplicación de los objetos conocidos que podrían acercarse a la Tierra y encontrar alrededor del 70 por ciento de los asteroides clasificados como “potencialmente peligrosos”, es decir, más de 140 m de ancho. Si, como creen algunos científicos, hay un noveno planeta escondido en las nubes de las rocas en algún lugar mucho más allá de Neptuno, Rubin lo encontrará.
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Vigilancia celestial
La toma del censo se extenderá mucho más allá del sistema solar. Debido a que la cámara LSST seguirá volviendo al mismo punto en el cielo muchas veces durante su encuesta de una década, los astrónomos podrán combinar muchas imágenes de la misma ubicación. El objeto más débil, más lejos y más, es probable que esté y, por lo tanto, cientos de imágenes apiladas eventualmente revelarán las primeras estrellas y galaxias.
Al grabar detalles, como los colores, las formas, las posiciones y los movimientos, de más de 17 mil millones de estrellas y 20 mil millones de galaxias, se espera que Rubin produzca un catálogo del cielo nocturno que los cosmólogos pueden usar para construir su imagen más detallada del universo temprano y examinar cómo ha evolucionado con el tiempo. Eso será crucial para dos de los objetivos principales del Observatorio Rubin: comprender la naturaleza de la materia oscura y la energía oscura.
Es este universo oscuro para el que Rubin fue concebido por primera vez a fines de la década de 1990. El homónimo del observatorio, Vera Rubin, era una astrónomo estadounidense que, en la década de 1970, se hizo nombre midiendo que las estrellas en el borde de la cercana galaxia de Andrómeda se movían tan rápido como las del centro, imposible si solo la materia normal estuviera presente. Su descubrimiento proporcionó evidencia de la existencia de la materia “oscura”, que no se puede ver e interactúa con la materia normal solo a través de la gravedad.
Dos décadas después, los científicos descubrieron un agujero aún mayor en el universo: se descubrió que una sustancia misteriosa estaba acelerando la velocidad a la que el espacio se estaba expandiendo. Resultó que la energía oscura constituía el 68 por ciento de la masa en el universo y la materia oscura constituía alrededor del 27 por ciento. Solo alrededor del cinco por ciento proviene de la cuestión “normal” familiar que constituye estrellas, planetas, polvo y todo en la tierra.
Comprender cómo se comporta el universo oscuro invisible depende de mejores observaciones de la visible. Una de las formas en que ayudará el LSST de Rubin es medir cómo la luz de galaxias muy distantes está distorsionada por la fuerza gravitacional de la materia entre ellos y la tierra. Estas medidas darán a los astrónomos detalles sobre cómo se organiza la materia en el universo y también cómo se mueve. Ambas son pistas importantes de la naturaleza del universo oscuro.
El estudio de la energía oscura, en particular, recibirá un impulso. El fenómeno se descubrió en la década de 1990 cuando los científicos estudiaban los movimientos del puñado de supernovas que existen en la Vía Láctea en ese momento. Rubin, según los científicos que trabajan allí, serán una “fábrica de supernova”, descubriendo que miles de millones más de estas estrellas explosivas, proporcionando a los cosmólogos un conjunto de datos mucho más grande para estudiar de manera más profunda y precisa, y con estadísticas mucho mejores, la forma en que se comporta la energía oscura.
La astrónoma pionera Vera Rubin, que ayudó a encontrar evidencia poderosa de materia oscura, murió en 2016 a la edad de 88 años. Está representada aquí en el 1970.Credit: AP
Los datos de Rubin no permanecerán en la montaña en Chile. Menos de diez segundos después de que se cierren las persianas de la cámara LSST todos los días, todo se transferirá, a través de fibras ópticas dedicadas, a las computadoras en el Laboratorio Nacional Acelerador de SLAC en California (las copias de seguridad se destinarán a centros de datos en Francia y Gran Bretaña). En SLAC, un proceso automatizado primero limpiará las imágenes y llevará a cabo un análisis inicial que buscará objetos que, por ejemplo, aparezcan por primera vez o cambiaran significativamente la posición o el brillo desde la noche anterior. Estos cambios, probablemente habrá millones por noche, se reducirán rápidamente (por algoritmos más especializados) en una lista de prioridades y pasarán a otros observatorios de todo el mundo que luego pueden hacer un seguimiento con mediciones directas más detalladas. Todo esto sucederá de forma autónoma.
“No hay absolutamente ninguna forma en que ningún ser humano pueda pasar por estas alertas a los ojos”, dice el Dr. Guy. “No hay forma”.
El LSST está programado para comenzar en Rubin en octubre. Mientras tanto, los instrumentos que se encuentran en Cerro Pachón continuarán siendo probados, volvidos a probar y calibrar. Aunque la misión principal de Rubin se establece por ahora, los científicos que han construido el Observatorio saben que lo que finalmente tienen a su disposición es una máquina de descubrimiento. “Lo que más me entusiasma ver de Rubin a largo plazo”, dice el Dr. Guy, “son las cosas en las que nunca hemos pensado”.
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