Después de dos décadas de trabajo, en el Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC del Departamento de Energía en California, Estados Unidos, finalizó la construcción de la cámara para la Investigación del Espacio-Tiempo como Legado para la Posteridad (LSST por sus siglas en inglés): la más grande jamás construida para astronomía y que se trasladará este año al proyecto Vera Rubin, en la Región de Coquimbo en Chile.
Este proyecto, que es administrado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA por sus siglas en inglés) y es financiado principalmente por el Departamento de Energía y la Fundación Nacional de Ciencias (ambos de Estados Unidos), albergará la cámara de 3.200 megapíxeles que ayudará a los investigadores a sumergirse en nuestro Universo con un detalle sin precedentes. Durante diez años, generará una enorme cantidad de datos sobre el cielo nocturno del hemisferio sur, los que ayudarán en la comprensión de la energía oscura que impulsa la expansión acelerada del Universo, y la búsqueda de la materia oscura, la misteriosa sustancia que constituye alrededor del 85% de la materia del Universo. Esta información también se utilizará para comprender mejor los cambios en el cielo nocturno, la Vía Láctea y el sistema solar.
Para la Directora de AURA en Chile, Alejandra Voigt, “que esta cámara única en el mundo esté pronta a llegar va a significar que Chile se mantenga a la vanguardia de la investigación astronómica. Como administradores de este proyecto, así como de su futura operación, estamos orgullosos de seguir avanzando hacia la puesta en marcha de este telescopio, lo cual ha sido posible gracias al trabajo excepcional de personal de AURA y del Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC”.
Este hito también fue reconocido por la Ministra de Ciencia, Tecnología, Conocimiento e Innovación, Aisén Etcheverry: “La cámara del proyecto Vera C. Rubin será uno de los instrumentos tecnológicos más avanzados jamás instalados en Chile. Con su resolución sin precedentes de 3.2 gigapíxeles capturará 20 terabytes de imágenes cada noche mientras desentraña los misterios de la materia oscura, el nacimiento de galaxias y los fenómenos más fugaces del Universo. Esto no solamente confirma nuestro rol como capital mundial de la astronomía, sino también reafirma el lugar central que jugamos en la implementación de tecnología de punta, que empuja cada vez más las fronteras de lo posible a nivel tecnológico”.
Para alcanzar los grandes desafíos de este proyecto, el equipo de SLAC y sus socios construyeron la cámara digital más grande jamás desarrollada para astronomía. La cámara es aproximadamente del tamaño de un automóvil pequeño y pesa alrededor de 3.000 kilos. Su lente frontal mide más de 1,5 metro de ancho: el lente más grande jamás fabricado para este propósito. Otro lente de un metro de ancho tuvo que diseñarse especialmente para mantener la forma y la claridad óptica, y al mismo tiempo sellar la cámara de vacío que alberga el enorme plano focal de la cámara. Ese plano focal se compone de 201 sensores CCD individuales diseñados a medida y es tan plano que no varía más de una décima parte del ancho de un cabello humano. Los píxeles en sí tienen sólo 10 micrones de ancho.
Aun así, la característica más importante de la cámara es su resolución, que es tan alta que se necesitarían cientos de televisores de ultra alta definición para mostrar sólo una de sus imágenes en tamaño completo, explicó el profesor de SLAC, Subdirector de Rubin y líder del Programa de la Cámara, Aaron Roodman. “Sus imágenes son tan detalladas que podrían detectar una pelota de golf a unas 15 millas (24 kilómetros) de distancia, mientras cubren una franja del cielo siete veces más ancha que la Luna llena. Estas imágenes con miles de millones de estrellas y galaxias ayudarán a develar los secretos del Universo”.
La construcción de esta cámara para astronomía también es un hito para el desarrollo tecnológico estadounidense. Por ello, la Embajadora de Estados Unidos en Chile, Bernardette Meehan, envió sus “felicitaciones al Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC del Departamento de Energía en la Universidad de Stanford y al Observatorio Vera Rubin por este hito trascendental. Estados Unidos está orgulloso de nuestra profunda y duradera colaboración con Chile en los campos de la ciencia, la tecnología y la astronomía, incluido el Observatorio Vera Rubin. Espero con ansias la llegada de la cámara a Chile y cada hito que nos acerque a la finalización del observatorio”.
En la búsqueda de materia oscura y energía oscura
Una vez que entre en operaciones, el propósito esencial de la cámara es mapear las posiciones y medir el brillo de múltiples objetos del cielo nocturno. De ese catálogo, los investigadores podrán inferir una gran cantidad de información. Quizás lo más notable es que esta cámara buscará signos de lentes gravitacionales débiles, en los que las galaxias masivas desvían sutilmente los caminos que la luz de las galaxias de fondo siguen para llegar a nosotros. Los lentes débiles revelan algo sobre la distribución de la masa en el Universo y cómo ha cambiado con el tiempo, lo que ayudará a los cosmólogos a comprender cómo la energía oscura está impulsando la expansión del Universo.
Al respecto, el Director de Construcción de Rubin y profesor de la Universidad de Washington, Željko Ivezić, explicó que “con la finalización en SLAC de esta cámara única y su inminente integración con el resto de los sistemas de Rubin en Chile, pronto comenzaremos a producir la mejor película de todos los tiempos y el mapa más informativo del cielo nocturno jamás creado”.
El Director Científico de AURA en Chile y Subdirector de NOIRLab, Stuartt Corder, agregó que “la llegada de la cámara a Chile es la última gran pieza que completará el proyecto Rubin. Una vez terminado, Rubin se convertirá en el buque insignia del conjunto de telescopios NOIRLab, y con la capacidad transformadora de Rubin para observar el cielo rápida y repetidamente, nuestros otros telescopios seguirán los descubrimientos de Rubin y rastrearán la evolución del dinámico cielo nocturno”.
¿Qué más hace una cámara tan grande?
Las mismas imágenes que revelan detalles de galaxias distantes ayudarán a los investigadores a estudiar algo más cercano: nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Muchas de sus estrellas son pequeñas y débiles, pero con la sensibilidad de esta cámara, los investigadores esperan producir un mapa mucho más detallado de nuestra galaxia, proporcionando información sobre su estructura y evolución, así como sobre la naturaleza de las estrellas y otros objetos dentro de ella.
Aún más cerca de casa, los investigadores esperan crear un censo mucho más completo de los numerosos objetos pequeños de nuestro sistema solar. Según estimaciones del equipo de Rubin, el proyecto puede aumentar el número de objetos conocidos en un factor de 10, lo que podría conducir a una nueva comprensión de cómo se formó nuestro sistema solar y tal vez ayudar a identificar amenazas de asteroides que se acercan demasiado al planeta.
Por último, los científicos de Rubin observarán cómo cambia el cielo nocturno: por ejemplo, cómo mueren las estrellas o cómo la materia cae en agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias.
Ahora que la cámara está completa y ha sido minuciosamente probada en SLAC, será empacada para ser enviada a Chile, donde será recibida en Cerro Pachón a 2.700 metros sobre el nivel del mar al interior de la Región de Coquimbo. La cámara se montará en el telescopio de rastreo de Rubin, el cual entrará en operaciones en 2025.
