Revelan las primeras imágenes del observatorio Vera Rubin, un instrumento único

De ahora en más, todos los días, cuando se oculte el Sol sobre Cerro Pachón, a 2647 metros de altura sobre el desierto de Atacama y a unos 100 km hacia el Este de la ciudad chilena La Serena, abrirá sus ojos hasta el amanecer el Observatorio Vera Rubin, una maravilla tecnológica sin igual, capaz de tomar una imagen del cielo del hemisferio Sur cada 30 segundos con una nitidez difícil de imaginar: 3200 megapixels (o millones de pixels). Su cámara, que puede capturar 45 veces el área de la luna llena en cada exposición, produce imágenes tan grandes que se necesitarían 400 pantallas de televisión de ultra alta definición para desplegarlas.

Financiado por el Departamento de Energía y la Fundación Nacional de Ciencia de los Estados Unidos, la estructura principal del telescopio, con un espejo primario de ocho metros de ancho, un espejo secundario de tres y la cámara digital más grande del mundo, flota sobre una fina capa de aceite. Motores magnéticos hacen girar la estructura de 272 toneladas de tal modo que a toda velocidad, podría completar una rotación en poco más de medio minuto. Su forma compacta y su diseño le permiten estar listo para la próxima imagen en solo cinco segundos, más rápido que cualquier otro de su tamaño.

Este funcionamiento a alta velocidad permite al Vera Rubin desplazarse rápidamente por el cielo y tomar unas 1000 fotos por noche. Registrará toda la bóveda celeste del hemisferio Sur cada tres o cuatro días durante 10 años y permitirá hallazgos resonantes. Entre otros, a investigadores argentinos, que participan en esta nueva hazaña de la ciencia mundial inaugurada ayer.

“La participación argentina involucra a más de 60 personas que estamos trabajando por ahora en el desarrollo de software para el manejo del telescopio, pero queremos crecer a más del doble –cuenta Mariano Domínguez Romero, coordinador de la colaboración desde el Instituto de Astronomía Teórica y Experimental (IATE) de la Universidad Nacional de Córdoba y el Conicet–. Hay gente de San Juan, de la UBA, de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP), de la de San Martín (Unsam), de la de Hurlingham (Unahur)… Lo bueno de participar es que les permite a nuestros estudiantes acceder a centros de las mejores universidades e instituciones científicas del mundo. Tenemos acceso completo a los datos y hay muchas posibilidades por delante”.

Según explica Domínguez Romero, el Vera Rubin es en sí mismo una revolución no solo en astronomía, sino también en ciencia de datos y en inteligencia artificial. Permite estudiar el universo como nunca antes. “Es la primera vez que tenemos una cámara digital de este tamaño en un telescopio de ocho metros, que son los más grandes que hay –destaca–. En los próximos diez años nos ofrecerá una película del cielo y permitirá una tasa de descubrimiento increíble. El número de datos que arroja por noche es apabullante: 20 terabytes [1 TB equivale a 1024 gigabytes (GB) o 1.099.511.627.776 bytes]. Pero después hay que analizarlos. Por el volumen que involucra, no hay humanos que puedan ver objeto por objeto. Para descubrirlos y analizarlos se requiere inteligencia artificial. Nosotros vamos a hacer eso, pero necesitamos más poder de cómputo. Nos vendría fantástico un aporte estatal o privado”.

La física Susana Pedrosa trabaja en el Instituto de Astronomía y Física del Espacio (IAFE), en la Ciudad Universitaria, y también participa en esta colaboración con un grupo de colegas. “Este telescopio tiene características que lo hacen único –explica–. Por ejemplo, la cámara CCD [los CCD son circuitos integrados sensibles a la luz, que convierten en señales eléctricas y las procesan para generar una imagen] más grande del mundo: alcanza más o menos el tamaño de un auto. ¡Es enorme! Además de hacer el registro más detallado del cielo del Sur, cada tres o cuatro días va a volver a pasar por donde había pasado antes. De esa manera, irá recolectando más información, más luz de esa misma zona, y por otro lado permitirá detectar efectos transitorios, como supernovas. Podrá comparar y enviará una alerta automática avisando que encontró algo que está variando”.

Con ese mosaico sin precedentes de 189 sensores de CCD de 4k x 4k pixels (un total de 3,2 mil millones de pixels que lee en apenas dos segundos), los científicos esperan encontrar respuestas para preguntas abiertas sobre la materia y la energía oscuras [una misteriosa sustancia que no interactúa con la materia ordinaria ni detectan nuestros instrumentos y una fuerza que empuja al universo a expandirse cada vez más rápido], las galaxias (incluyendo la Vía Láctea) con sus miles de millones de estrellas, el Sistema Solar y en particular, los asteroides.

“Reunirá el mayor conjunto de datos astronómicos de la historia –detalla Domínguez Romero–. Para hacerse una idea, en un año de operación, serán tantos como todos los telescopios de la humanidad desde Galileo hasta acá. En los primeros tres o cuatro días ya se descubrieron más de 2100 nuevos asteroides, siete de los cuales están en órbitas cercanas a la Tierra. Por el lado que se lo mire, es tal vez el proyecto más importante de la historia en astronomía”.

Esta pieza asombrosa tardó 20 años en desarrollarse. En un principio, se iba a dedicar al estudio de la materia oscura y a hacer mapas de lentes gravitacionales, pero con el tiempo fue evidente que servía para muchas otras áreas de la ciencia. Aunque las imágenes que registra son ópticas, la información se podrá “cruzar” con cualquier otro dato astronómico en distintas longitudes de onda. Las operaciones científicas y el estudio de 10 años comenzarán hacia octubre cuando su cámara empiece a producir una panorámica cada pocas noches. El catálogo resultante  contendrá más galaxias que personas vivas en el mundo, además de los movimientos de incontables objetos astrofísicos.

“La cámara todavía está en ‘período de ingeniería’ –cuenta el astrónomo–. Ahora empieza una etapa en la que funcionará en ‘modo relevamiento’. Este observatorio es diferente de los normales (en los que uno pide tiempo de observación, va y lo usa): trabaja automáticamente cumpliendo múltiples objetivos a la vez. El lunes que viene ya tenemos acceso a los primeros datos, algo solo posible si estás en la colaboración. Además, producirá muchísimos datos públicos. Como es una ‘película’, uno puede comparar una imagen con otra de referencia, y todas las noches producirá 10 millones de alertas de objetos que varían, que se mueven o que cambian su brillo. Supernovas, estrellas que pulsan, asteroides que se desplazan… Eso va a estar disponible inmediatamente para todo el mundo. Vamos a tener muchas cosas interesantes para seguir que antes pasaban desapercibidas. Esto cambia toda la astronomía del hemisferio Sur”.

“En este escenario de desfinanciación y cientificidio, es importante que se sepa que la ciencia local tiene el nivel de excelencia como para formar parte de semejante colaboración –subraya Pedrosa–Para mí es un orgullo y una caricia al alma que en este momento se vea que estamos haciendo ciencia con los centros más destacados del mundo. Eso nos permite acceder a datos que van a contestar muchas preguntas, pero también van a plantear miles de otras”.

El observatorio Vera Rubin lleva el nombre de la astrónoma norteamericana que por primera vez encontró evidencia observacional convincente de la materia oscura al medir la rotación de las estrellas y el gas que se mueven en los bordes de las galaxias espirales. Según las leyes de la gravedad de Newton, se esperaba que las estrellas en el centro de una galaxia se movieran rápidamente, y que las ubicadas más lejos disminuyeran su velocidad a medida que se alejaban, pero lo que observó fue completamente diferente: las que estaban muy lejos del centro se movían tan rápido o incluso más rápido que las cercanas al centro. Fue así como Rubin concluyó que para que se movieran tan rápido sin salir despedidas de la galaxia debía haber mucha más masa de la que se podía ver, y que esta ejerce una atracción gravitatoria adicional. Como era una materia invisible, que no emitía ni reflejaba luz, la llamó materia oscura.

Al principio nadie le dio crédito a sus mediciones (incluso le sugirieron que se dedicara a otra cosa) y hasta se le negó el Nobel, pero hoy la búsqueda de materia oscura es uno de los temas centrales de la astrofísica. Por sus descubrimientos recibió la medalla de oro de la Sociedad Astronómica de Londres y se convirtió así en la segunda mujer en recibir ese reconocimiento después de Caroline Herschel. Rubin tuvo cuatro hijos. Murió en 2016.