Observatorio Cerro Tololo Aporta Nuevas Medidas de Expansión del Universo
El Observatorio Cerro Tololo y DES revelan con la DECam nuevas mediciones de la expansión del Universo, doblando la precisión de estudios previos.
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Un esfuerzo colaborativo internacional, el Estudio de Energía Oscura (DES), ha revelado nuevas y precisas mediciones sobre la expansión del Universo, utilizando la Cámara de Energía Oscura (DECam) instalada en el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo (CTIO) en Chile. Por primera vez, este experimento combinó cuatro métodos para estudiar la energía oscura, entregando resultados que son el doble de precisos que análisis previos y que ofrecen nuevas restricciones sobre los modelos cosmológicos del posible comportamiento del Universo.
La Colaboración del Estudio de Energía Oscura (DES)
La Colaboración DES es un proyecto internacional y colaborativo que busca mapear cientos de millones de galaxias, detectar miles de supernovas y encontrar patrones en la estructura cósmica. Su objetivo es desvelar la naturaleza de la materia y energía oscura que, se cree, está acelerando la expansión del Universo. Entre 2013 y 2019, DES llevó a cabo un estudio profundo y de amplia cobertura del cielo nocturno.
La investigación fue posible gracias a un exhaustivo análisis que integra seis años de datos recolectados por la Cámara de Energía Oscura (DECam) de 570 megapíxeles, construida por el Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE). Este instrumento se encuentra montado en el Telescopio Víctor M. Blanco de 4 metros de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos (NSF) en el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo (CTIO), que forma parte de NOIRLab de NSF. Durante 758 noches, la Colaboración DES registró información de 669 millones de galaxias, abarcando una octava parte del cielo nocturno.
Combinación de Métodos y Datos
La Colaboración DES ha publicado resultados que, por primera vez, combinan los seis años de datos de lentes gravitacionales y agrupaciones de galaxias, técnicas empleadas para medir la expansión del Universo. Adicionalmente, se presentaron los primeros resultados obtenidos al integrar los cuatro métodos de medición propuestos al inicio del estudio DES hace 25 años: oscilaciones acústicas de bariones (BAO), supernovas de tipo-Ia, cúmulos galácticos y lentes gravitacionales débiles. El artículo científico resultante ha sido enviado a la revista Physical Review D y está respaldado por 18 artículos de apoyo.
Yuanyuan Zhang, astrónoma adjunta de NOIRLab de NSF y miembro de la colaboración DES, compartió su entusiasmo, expresando que "es una sensación increíble ver estos resultados basados en todos los datos y con los cuatro métodos que DES había propuesto. Esto es algo con lo que sólo me atrevía a soñar cuando DES comenzó a recopilar datos, y ahora el sueño se ha hecho realidad".
Implicaciones para la Cosmología
El análisis actual arroja nuevas restricciones más rigurosas que reducen los modelos sobre el posible comportamiento del Universo, siendo más del doble de estrictas que las de análisis anteriores del estudio DES, y consistentes con resultados previos. Regina Rameika, Directora Asociada para la Oficina de Física de Altas Energías en la Oficina de Ciencias de DOE (DOE/SC), destacó que "estos resultados del Estudio de Energía Oscura arrojan luz en nuestra comprensión del Universo y su expansión, demostrando que la inversión a largo plazo en investigación, además de la combinación de múltiples tipos de análisis, pueden proporcionar información sobre algunos de los más grandes misterios del Universo".
La energía oscura fue propuesta para explicar la expansión acelerada del Universo, descubierta en 1998, y se estima que constituye alrededor del 70% de la densidad de masa-energía del Universo, aunque su naturaleza aún es poco conocida. En este análisis, DES comparó sus datos con el modelo estándar de cosmología (modelo Lambda de materia oscura fría, ΛCDM) y un modelo ampliado (wCDM), donde la densidad de la energía oscura evoluciona con el tiempo. Los datos de DES coincidieron mayormente con el modelo estándar, aunque una diferencia en la agrupación de la materia en el Universo persistió, sin ser suficiente para descartar el modelo ΛCDM.
Futuro de la Investigación Astronómica
Estos hallazgos no solo profundizan la comprensión actual de la energía oscura, sino que también preparan el terreno para el nuevo Observatorio Vera C. Rubin de NSF-DOE. Este observatorio, financiado por NSF y DOE/SC y operado conjuntamente por NOIRLab de NSF y SLAC, recopilará datos complementarios durante diez años a través de la Investigación del Espacio-Tiempo como Legado para la Posteridad (LSST). Este estudio catalogará aproximadamente 20 mil millones de galaxias en el hemisferio sur, y sus datos, combinados con los de proyectos como el DES, permitirán mediciones de alta precisión de parámetros cosmológicos para refinar aún más el entendimiento de la energía oscura y la expansión cósmica.
Chris Davis, Director de Programa para NOIRLab de NSF, afirmó que "DES ha sido transformador y el Observatorio Vera C. Rubin de NSF-DOE nos llevará aún más lejos. El estudio sin precedentes del cielo austral que realizará Rubin, permitirá realizar nuevas pruebas de la gravedad y conocer más información sobre la energía oscura".