Highlight

El Dark Energy Survey completa l’adquisició de dades de sis anys

January 8, 2019

El periòde d’adquisició de dades científiques per a cartografiar amb un nivell de detall sense precedents una vuitena part del cel just ha acabat, tot i que el treball per a aprendre més sobre l’expansió accelerada de l’univers tot just acaba de començar.

Després d’explorar en profunditat una cuarta part del cel austral durant sis anys i catalogar centenars de milions de galàxies distants, el Dark Energy Survey (DES) finalitza la presa de dades el dia 9 de Gener.

El projecte es una col·laboració internacional que va començar a cartografiar una regió del cel de 5000 graus quadrats el 31 d’Agost de 2013, amb l’objectiu d’entendre la natura de l’energía fosca, la misteriosa força que està accelerant l’expansió de l’univers. Els científics de DES han pres dades durant 758 nits al llarg de sis anys utilitzant l’instrument DECam (Dark Energy Camera), una càmera digital de 520 Megapixels financiada pel Departament de Energia (DoE) dels E.E.U.U. y el Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats d’Espanya, entre d’altres organismes internacionals. Investigadors del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), l’Institut de Ciències de l’Espai (ICE-CSIC)/Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), l’Institut de Física d’Altes Energies (IFAE) y l’Institut de Física Teórica (UAM-CSIC) integren la contribució espanyola al projecte, DES-Spain. La càmara està montada en el telescopi Blanco, de 4 metres, situat al Observatorio Interamericà de Cerro Tololo, ens els Andes Xilens, i que pertany a la National Science Foundation dels E.E.U.U. La col·laboració DES-Spain va tenir un paper destacat en la construcció de DECam, ja que fou responsable del disseny, verificació, construcció i instal·lació de la major part de la electrónica de lectura.

Durant totes aquestes nits, els científics han acumulat dades de més de 300 milions de galàxies distants. Més de 400 científics de 26 institucions de tot el món contribueixen a l’execució d’aquest projecte, que està liderat per Fermila (Fermi National Accelerator Laboratory) del DoE. La col·laboració ha produït ja més de 200 articles científics, y en publicarà molts més.

DES és un dels cartografiats més sensibles y exhaustius que s’han realitzat mai. DECam és capaç de veure la llum de galàxies a miles de milions d’anys llum i amb una qualitat sense precedents.

El cartografiat ha generat 50 Terabytes d’informació (és a dir, 50 milions de Megabytes) durant els sis anys d’operació. Aquestes dades s’emmagatzemen al National Center for Supercomputing Applications (NCSA), ubicat a la Universitat de Illinois a Urbana-Champaign.

Ara, l’activitat central de la col·laboració es concentrarà en l’anàlisi de les dades. DES ja ha publicat una sèrie complerta d’articles científics basats en les dades preses durant el primer any, i els científics estan centrats ara mateix en l’anàlisi del ric conjunt de dades ja catalogades dels tres primers anys de campanya, cercant noves pistes sobre la naturalesa de l’energia fosca. “Des és el primer gran cartografiats de galàxies que estudiarà en detall les propietats les propietats de la matèria fosca. Ha estat un gran èxit haver recollit una quantitat tan enorme y precisa de dades. Ara queda analitzar-los. Potser continguin el senyal d’algún descobriment important.” diu Eusebio Sánchez, l’investigador responsable de DES al CIEMAT. Per la seva banda, Enrique Gaztañaga, el investigador responsable de DES al ICE-CSIC/IEEC afegeix que “DES-Spain va ser la primera col·laboració internacional al fundar DES fa més de 15 anys. En aquest temps hem tingut la oportunitat de guanyar experiència en aspectes molt diferents en un projecte de primera línea internacional. Aquests inclouen la instrumentació, organizació, financiació i ciència. Va ser el nostre primer projecte junts i ha estat la llavor per la que l’equip de DES-Spain hagi estat capaç d’ abordar nous reptes. Iniciar i inclús liderar altres projectes igualment ambiciosos, com són EUCLID (euclid-ec.org) , PAUS (pausurvey.org) o DESI (desi.lbl.org)”.

La col·laboració DES continuarà publicant resultats científics a partir de les dades emmagatzemades. Els científics han presentat els resultats més recents en una sessió especial celebrada en la reunió d’hivern de la American Astronomical Society a Seattle, el 8 de Gener. DES també organitza un esdeveniment interactiu de les 23Ñ30 a les 00Ñ30 de la matinada del 9 and 10 de Gener al stand de NOAO a la sala d’exposicions principal de la reunió del AAS que inclou una connexió directa amb l’observatori, on els científics es preparen per a una darrera nit d’observació.

Alguns dels resultats científics més destacats obtinguts per DES fins ara són:

“Amb l’anàlisi de només una cinquena part de les dades, DES ja ha aconseguit alguna de les les mesures cosmològiques més precises fetes fins ara. Amb l’anàlisi de totes les dades en els propers anys, DES sotmetrà el model cosmològic en vigor -que assumeix que l’energia fosca és deguda a la constant cosmològica proposada y després descartada per Einstein- al test més dur al que mai s’ha enfrontat.” indica Ramon Miquel, investigador principal de DES a l’IFAE. Per la seva banda Juan García-Bellido, investigador principal de DES al IFT-UAM/CSIC, considera que “És emocionant haver pogut participar, gràcies a DESCam, en un descobriment com el de la Kilonova, que va iniciar una nova era, la de l’Astronomia Multimissatger, y que ha permès determinar de forma independent el ritme d’expansió de l’Univers”.

Recentment, DES ha publicat els seus primers resultats cosmològics basats en supernovas (207 d’elles amb seguiment espectroscòpic dels primers tres anys de dades), utilitzant un mètode que va proporcionar la primera evidència de la acceleració cósmica fa ja 20 anys (http://adsabs.harvard.edu/abs/2018arXiv181102374D). Molts nous resultats cosmològics, més exhaustius i precises, es publicaran en els propers anys.

Els científics de DES-Spain han tingut i tenen un paper molt destacat en l’anàlisi de les dades. En els resultats cosmològics obtinguts fins avui, investigadors de l’IFAE han estat líders en la determinació de la distància a les galàxies, que és un element essencial per poder interpretar les observacions realitzades, així com en l’estudi de les correlacions entre les posicions de les galàxies properes i la forma de les galàxies llunyanes. L’ICE-CSIC/IEEC ha participat en la creació de mapes de matèria fosca, les simulacions i l’estudi d’agrupament de galàxies. El IFT-UAM/CSIC ha construït catàlegs sintètics per a l’estudi d’errors sistemàtics i matrius de covariança. El CIEMAT ha estat una de les institucions responsables de la construcció dels catàlegs de galàxies i de l’estudi de l’agrupament de les mateixes, una de les proves utilitzades per a obtenir els resultats cosmològics.

La tasca d’acumular tal cuantitat de dades no és petita. Al llarg del cartografiat, es van necessitar centenars de científics per a que operessin els instruments durant varies nits, per torns, amb l’ajuda dels tècnics de l’observatori. Per a organitzar aquest esforç, DES va adoptar alguns dels mètodes utilitzats en els experiments de física de partícules, en els que tota persona que treballa en l’experiment colabora d’alguna manera en la seva operació.

DECam romandrà montada en el telescopi Blanco de Cerro Tololo durant 5 o 10 anys més, i continuarà sent un instrument de gran utilitat per a col·laboracions de tot el món.

La col·laboració DES es centrarà ara en la producció de nous resultats utilitzant els 6 anys de dades, incloent noves observacions sobre la energia fosca. Tot i que una era acabi per a DES, la següent fase de l’exploració no ha fet més que començar.

Podeu seguir l’actualitat de DES a www.darkenergysurvey.org, i també a Facebook www.facebook.com/darkenergysurvey, Twitter www.twitter.com/theDESurvey i Instagram www.instagram.com/darkenergysurvey.

El Dark Energy Survey és una col·laboració de més de 400 científics de 26 institucions en set paisos. Els fons per als projectes de DES han estat proporcionats per U.S. Department of Energy Office of Science, U.S. National Science Foundation, el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades de España, Science and Technology Facilities Council of the United Kingdom, Higher Education Funding Council for England, ETH Zurich for Switzerland, National Center for Supercomputing Applications at the University of Illinois at Urbana-Champaign, Kavli Institute of Cosmological Physics at the University of Chicago, Center for Cosmology and AstroParticle Physics at Ohio State University, Mitchell Institute for Fundamental Physics and Astronomy at Texas A&M University, Financiadora de Estudos e Projetos, Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico and Ministério da Ciência e Tecnologia, Deutsche Forschungsgemeinschaft, i les institucions colaboradoes llistades a www.darkenergysurvey.org/collaboration .

Investigadors de contacte IFAE Dr. Ramon Miquel, Director del IFAE y Profesor de Investigación ICREA e-mail : ramon.miquel@ifae.es

ICE - CSIC & IEEC Dr. Enrique Gaztañaga, Profesor de Investigación del CSIC e-mail : gazta@ice.csic.es

CIEMAT Dr. Eusebio Sánchez, Investigador Científico del CIEMAT e-mail : eusebio.sanchez@ciemat.es

IFT-UAM/CSIC Dr. Juan García-Bellido, Profesor de la UAM y miembro del IFT e-mail : juan.garciabellido@uam.es