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Astronomía

Un mapa completo en 3D del Universo visible desde Javalambre 

El astrofísico Javier Cenarro ofrece en la Fundación Cañada Blanch una visión general sobre el cosmos y detalla los proyectos del observatorio astrofísico de Teruel

La Vía Láctea sobre el Observatorio Astrofísico de Javalambre. CEFCA/Óscar Blanco Varela

“Los diseños innovadores de los dos telescopios del Observatorio Astrofísico de Javalambre permitirán por primera vez cartografiar no solo las posiciones en el cielo de cientos de millones de galaxias y estrellas, sino también sus distancias individuales a la Tierra, proporcionando un mapa completo en tres dimensiones del universo visible desde Javalambre”, afirmó en la Fundación Cañada Blanch el astrofísico Javier Cenarro dentro del décimo ciclo “ConecTalks” de conferencias de divulgación científica. El ciclo, dirigido por Vicent Martínez, catedrático de Astronomía y Astrofísica de la Universitat de València, y en el que colabora el Institut de CiènciesFisico-naturals de la InstitucióAlfons el Magnànim, forma parte del programa de actividades de la Cátedra de Divulgación de la Ciencia establecida entre la Fundación Cañada Blanch y la Universitat.

Javier Cenarro (Zaragoza, 1973), quien disertó sobre “2021: una odisea desde Javalambre”, compaginando una visión general sobre el universo y su contenido y los proyectos que desarrolla el Observatorio Astrofísico de Javalambre, es doctor en Astrofísica y desde 2016 dirige el Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón (CEFCA). Con anterioridad fue responsable y project manager del Observatorio Astrofísico de Javalambre. Es también responsable del CEFCA en la Red de Infraestructuras de Astronomía, investigador principal del proyecto J-PLUS, así como miembro del comité de gestión del mismo y del proyecto J-PAS.

Un “viaje” espacial entre galaxias

El científico aragonés inició su intervención con una introducción sobre el conocimiento actual del universo y de sus principales componentes, resaltando el hecho de que el cosmos esté lleno de miles de millones de galaxias, “que ocupan  su volumen –indicó- de una manera particular, ya que no se distribuyen de una forma homogénea, sino que lo hacen siguiendo una estructura tridimensional particular, en la que se alternan zonas de alta densidad, con muchas galaxias que se agrupan en el seno de cúmulos o de filamentos, con otras donde existen grandes vacíos. Esta estructura es muy importante a la hora de entender los componentes principales del universo, que son la materia normal o bariónica, la materia oscura y la energía oscura”.

Cenarro realizó una especie de “viaje” desde lo más próximo a lo más lejano para que se pudiera entender de qué se habla cuando se afirma que el universo está lleno de galaxias y así comprender nuestro lugar como planeta dentro del sistema solar. Posteriormente, saliendo más hacia afuera, se “dirigió” hacia el conjunto de galaxias  vecinas de la nuestra, para ir alejándose poco a poco y observar que estamos dentro de una zona densa de galaxias, que existen otras zonas denominadas cúmulos de galaxias, que a su vez forman supercúmulos y que “todo ello se agrupa formando una estructura que no es homogénea y qu enos proporciona, sobre todo a los cosmólogos, una información muy importante sobre de qué está hecho el universo y cómo ha podido evolucionar”, señaló.

A través de imágenes, ofreció una visión de qué es el universo a gran escala, justificando así el proyecto que está desarrollando el Observatorio Astrofísico de Javalambre con sus dos telescopios, muy particulares ambos por su diseño optomecánico. “Se trata de dos telescopios diseñados específicamente para proporcionar un gran campo de visión”, explicó Cenarro que, efectuando un símil con la fotografía, los comparó a lo que sería un gran angular: “Serían telescopios gran angular, en lugar de telescopios teleobjetivo, como son la mayoría de los grandes telescopios que operan actualmente en el resto del mundo”.

El gran cartografiado fotométrico del universo

“No es sencillo conseguir que un gran telescopio disponga de un gran campo de visión con buena calidad de imagen. Ello hace necesario asumir diseños de telescopio muy complejos, que conllevan dificultades durante la fase de diseño, de fabricación, e incluso posteriormente en el modo de operación. A pesar de no ser los más grandes del mundo, los telescopios de Javalambre sí que son líderes en combinar la profundidad alcanzada con el campo de visión, de manera que son muy eficientes para realizar grandes cartografiados astronómicos del universo, ya que disponen para ello de una óptica especial adaptada”, añadió el director del CEFCA.

En este sentido, Javier Cenarro aseveró que uno de los principales objetivos del telescopio principal de Javalambre, el JST (Javalambre Survey Telescope), con un espejo primario de 2.6m de diámetro y un campo de visión de 3 grados de diámetro, es realizar un gran mapa en tres dimensiones del Universo, en el que se van a observar cientos de millones de galaxias y de estrellas, “con una técnica observacional muy interesante que se encuentra a medio camino entre lo que es la imagen directa, similar a la fotografía, y la espectroscopia, que es el análisis de la luz, en este caso de los astros, en sus diferentes longitudes de onda”.

Para efectuar este gran cartografiado fotométrico del Universo sin precedentes, el doctor en Astrofísica resaltó que se utilizarán 56 filtros muy estrechos y contiguos, con lo que se conseguirá realizar muchas imágenes de la misma zona del cielo en distintos colores. Una información espectral que ofrecerá una gran cantidad de datos astrofísicos que servirán para medir distancias. “De ahí que podamos decir –expuso- que vamos a realizar un cartografiado en 3D, porque a las dos dimensiones de la imagen le vamos a sumar la profundidad, pudiendo así asignar una distancia a cada objeto del cielo. Eso es lo que nos da la proyección en tres dimensiones y la información de cómo se distribuyen las galaxias en el Universo”.

Ayudará a entender qué es la energía oscura

El astrofísico aragonés destacó que la información que se obtenga sobre la geometría del universo será importante para entender qué es la energía oscura, uno de los componentes del cosmos que, tras el premio Nobel de 2011 por el descubrimiento de la expansión acelerada del universo, se ha convertido en un “hot topic” entre los astrofísicos y cosmólogos de todo el mundo. “Un tema éste –indicó- en el que se están invirtiendo muchos esfuerzos científicos para intentar entender qué es y qué importancia ha tenido a lo largo de la vida del universo esta energía oscura, que hoy sabemos que ocupa aproximadamente el setenta por ciento del contenido material-energético del cosmos”.

“De la materia oscura, que supone algo más del veinte por ciento del contenido del universo, sabemos muy poco, y de la energía oscura sabemos aún menos, con lo que resulta que de todo este vasto universo en el que encontramos miles de millones de galaxias realmente solo comprendemos un cinco por ciento”, expuso Cenarro. “Y el resto –añadió- es algo a lo que los físicos, los cosmólogos y los astrofísicos dedican muchos esfuerzos, para intentar comprender qué son estas grandes componentes del universo que todavía hoy no tienen explicación”.

Tras “refrescar” las ideas sobre qué es el universo, cómo se distribuyen las galaxias, quienes somos dentro del universo y nuestra insignificancia en el mismo, “ya no solamente nuestro planeta, sino nuestra propia galaxia”, y la importancia que tiene conocer la estructura y distribución de las galaxias para entender el contenido del universo, el director del CEFCA realizó una descripción del proyecto del Observatorio de Javalambre.

Un trabajo que durará siete u ocho años

Así, Cenarro mostró algunas de las imágenes y datos tomados ya con el segundo telescopio del Observatorio de Javalambre, el JAST (Javalambre Auxiliary Survey Telescope), “con el que hemos observado –afirmó- más de mil grados cuadrados del cielo desde Javalambre, que es una zona del cielo enorme equivalente al tamaño ocupado por 4.000 lunas llenas”, habiéndose empezado a realizar la primera explotación científica de esa información. “Pero sin perder el objetivo final, -añadió- que es ese gran cartografiado extragaláctico que nos llevará siete u ocho años de trabajo en completarlo tras observar cientos de millones de galaxias, para luego poder realmente concluir sobre aspectos muy importantes que nos van a ayudar a entender qué es la energía oscura”. “Y todo eso –resaltó- se va a realizar desde el “Pico del Buitre” de la Sierra de Javalambre, que se encuentra a poco más de una hora de Valencia”.

La construcción del Observatorio de Javalambre se inició en 2010, comenzando en 2015 la operación científica parcial con el primero de los dos telescopios, “una construcción realizada en tiempo récord si tenemos en cuenta toda su complejidad”, relató Cenarro.

El proyecto científico fundamental de Javalambre se denomina J-PAS (Javalambre Physics of the Accelerating Universe Astrophysical Survey). Se trata de una colaboración científica internacional en la que España y Brasil juegan un papel muy importante al ser los dos países que han contribuido económicamente al desarrollo del proyecto, fundamentalmente España y, en particular, Aragón a través del Fondo de Inversiones de Teruel, unos fondos especiales para el desarrollo de este tipo de proyectos innovadores. Brasil, que se unió en 2010, asumió el compromiso de cofinanciar la instrumentación astronómica del telescopio. Cerca de tres decenas de países han adscrito a unos 150 investigadores al proyecto, en el que también participa el Observatori de la Universitat de València con un grupo de científicos como Vicent Martínez y Alberto Fernández Soto, entre otros.

Se observarán 8.500 grados cuadrados del universo

El proyecto J-PAS tiene como objetivo el desarrollo de ese gran cartografiado que prevé observar 8.500 grados cuadrados del cielo visible desde Javalambre, utilizando un conjunto de 56 filtros de banda anchos, intermedios y estrechos. Con ello se logrará cubrir todo el intervalo del invisible, desde el ultravioleta hasta el infrarrojo, obteniendo información de cuánta luz hay en cada punto del cielo, y consiguiendo así toda la información espectral. “Es casi lo mismo que realiza la espectroscopia –significó Cenarro- pero mucho más barato, eficiente, rápido y, sobre todo, óptimo para el objetivo último, que es medir las distancias a cientos de millones de galaxias”.

Como precursor y casi banco de pruebas del proyecto J-PAS, se ha puesto en marcha un proyecto de menor alcance con el telescopio JAST y con un número de filtros menor –12 en lugar de 56- denominado J-PLUS (Javalambre-Photometric Local Universe Survey), que está realizando un cartografiado 3D del universo cercano con el que se van a observar decenas de millones de galaxias y estrellas de la Vía Láctea.

Cuando el J-PAS concluya, se habrán descubierto una cantidad sin precedentes de estrellas, galaxias, supernovas, cuásares, asteroides y otros objetos del sistema solar; es decir, todo cuando esté en el campo de visión del telescopio podrá ser observado. En este sentido, resaltó el astrofísico que, aparte del legado científico que supondrá, proporcionará a todo el mundo imágenes multicolor de una gran zona del universo con una profundidad tal que servirán para múltiples casos científicos, desde estudios de millones de estrellas del halo de nuestra Vía Láctea, estudios sobre formación y evolución de las galaxias, etc.

“Vamos a poder contribuir esencialmente en casi todos los campos de la astrofísica con este cartografiado, que si bien está pensado inicialmente para responder a una pregunta cosmológica, va a ser útil para prácticamente todos los casos de la astrofísica moderna”, concluyó Javier Cenarro.

(Esta crónica fue publicada en la edición digital del diario Levante-EMV el 09-05-2018)


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