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Por/By UM
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Científicos y estudiantes de la Universidad de Michigan (UM), construirán componentes de una cámara gigante que trazará un mapa equivalente a 30 millones de galaxias en tres dimensiones.

La cámara se conoce oficialmente como el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura o “DESI”, (por sus siglas en inglés) y está diseñado para ayudar a contestar una de las preguntas científicas más desconcertantes de nuestro tiempo: ¿Por qué se está acelerando la expansión del Universo?

Los cosmólogos sospechan que esto se debe a una propiedad misteriosa llamada energía oscura, aunque se piensa que comprende el 75% del Universo, su naturaleza y la física detrás de ella son todavía desconocidos.

La cámara se sentará en el foco primario de la Mayall de 4 metros telescopio en el Observatorio Nacional de Kitt Peak en Arizona, contendrá 5 mil fibras ópticas, cada una de las cuales se pueden señalar en una galaxia individual, con el sistema de posicionamiento único U-M construirá.

“Nuestro sistema ofrece un arsenal de 5 mil pequeños robots que posicionarán de forma simultánea cada fibra óptica en una Galaxia”, indicó Gregory Tarlé, profesor de física y miembro del comité ejecutivo DESI.

La DESI creará un mapa tridimensional de alta definición de una franja del Universo que se remonta a 10 mil millones de años luz.

Al explorar cómo la estructura en el Universo ha evolucionado a través del tiempo, los científicos esperan descubrir el tira y afloja entre las fuerzas de la gravedad y de la energía oscura.

Siete miembros de los departamentos de física y astronomía de la UM estarán involucrados con el proyecto en áreas como desarrollo de software, planificación de la encuesta, la distribución de datos y el trabajo de simulación.

También estarán en el equipo de la ciencia cuando DESI vea por primera vez la luz en el 2018.

“La luz se dirigirá a los espectrógrafos, que medirá el desplazamiento al rojo de cada Galaxia y, precisamente, determinar su distancia de nosotros”.

Como las Galaxias se alejan de la Tierra, la luz que emiten se estira en longitudes de onda más largas por el efecto Doppler, aseguró Tarlé, haciendo que aparezcan más rojas.

La cantidad de este “desplazamiento al rojo” puede decirle a los científicos qué tan lejos está una Galaxia.

Actualmente, los científicos tienen un mapa bidimensional del Universo, pero necesitan medidas de profundidad de precisión de un gran número de galaxias para poder trazar un mapa 3D del estado de la estructura del Universo en el espacio cósmico.

En más de 5 años de funcionamiento, DESI determinará la posición 3-D de 30 millones de galaxias, que proporcionará a los científicos una cantidad de datos de alta calidad sin precedentes.

“Esto es lo que hace que el proyecto sea un avance tan grande. En sólo un par de décadas, hemos pasado de la recolección de los espectros de un objeto a 500 a la vez. Tener un telescopio de 4 metros recogiendo espectros de 5.000 galaxias cada 12 minutos, cada noche realmente impulsará el avance de la  ciencia”, sostuvo Chris Miller, profesor asistente de astronomía y copresidente de comité de distribución de datos de DESI. 

ENGLISH

University of Michigan scientists and students will build components of a giant camera that will map 30 million galaxies’ worth of the universe in three dimensions.

The camera is officially known as the Dark Energy Spectroscopic Instrument, abbreviated DESI, and it’s designed to help answer one of the most puzzling scientific questions of our time: Why is the expansion of the universe accelerating?

Cosmologists suspect a mysterious property called dark energy. Although it is thought to comprise 75 percent of the universe, its nature and the physics behind it are still mysteries.

DESI will create a high-definition, 3-D map of a swath of the universe going back 10 billion light-years. By exploring how structure in the universe has evolved through time, scientists hope to uncover the tug-of-war between the forces of gravity and dark energy.

Seven U-M faculty members from the departments of physics and astronomy will be involved with the project in areas such as software development, survey planning, data distribution and simulation work. They will also be on the science team when DESI sees first light in 2018.

The camera will sit at the prime focus of the Mayall 4-meter telescope at Kitt Peak National Observatory in Arizona. It will contain 5,000 optical fibers, each of which can be pointed at an individual galaxy, with the unique positioning system U-M will build.

“Our system features an array of 5,000 little robots that will simultaneously position each optical fiber on a galaxy,” said Gregory Tarlé, physics professor and member of the DESI executive committee.

“The light will be routed to spectrographs, which will measure each galaxy’s redshift and precisely determine its distance from us.”

As galaxies move away from Earth, the light they emit is stretched into longer wavelengths by the Doppler Effect, Tarlé said, making them appear redder. The amount of this “redshift” can tell scientists how far away a galaxy is. Scientists currently have a good two-dimensional map of the universe, but they need precision depth measurements for a large number of galaxies to map in 3-D the state of structure in the universe over cosmic time.

Over five years of operation, DESI will determine the 3-D position of 30 million galaxies, providing scientists an unprecedentedly large and high-quality data set to work with.

“This is what makes the project such a big leap,” said Chris Miller, assistant professor of astronomy and DESI data distribution committee co-chair. “In just a couple of decades, we’ve gone from collecting spectra from one object to 500 at a time. Having a dedicated 4-meter class telescope collecting spectra for 5,000 galaxies every 12 minutes, every night will really drive the science forward.”

Students will help build U-M’s “robotic positioner” component. Researchers say that was key to the university being selected for the job.

“We were chosen for this effort because our design was small, durable, and simple—but also because we had a track record of engaging U-M students to build sophisticated systems like this,” Tarlé said.