El 23 de junio pasado, la mayor cámara digital construida por el hombre suministró las primeras muestras de su capacidad para escanear vastas porciones del cielo con una profusión de detalles sin precedentes. Ese día, se publicaron alrededor de una decena de imágenes captadas por la Cámara LSST, el nombre formal de este potente instrumento óptico instalado en el Observatorio Vera C. Rubin. Situado en el cerro Pachón, una montaña en los Andes chilenos de unos 2.700 metros (m) de altura, este nuevo telescopio terrestre estadounidense acaba de inaugurarse, atraviesa su fase final de pruebas y comenzará a funcionar en forma regular antes del final de este semestre. Su cámara opera en sincronía con un sofisticado sistema compuesto por los tres espejos combinados del telescopio, el mayor de ellos de 8,4 m de diámetro.
La mayor parte de los registros iniciales del Vera C. Rubin muestra panorámicas, producidas mediante la fusión de cientos de imágenes, y close-ups de algunos sectores del cúmulo estelar de Virgo, una estructura gigantesca que agrupa alrededor de 1.500 galaxias, entre las que se encuentra la Vía Láctea. Otro conjunto se centra en las nebulosas Laguna y Trífida, dos nubes de polvo y gases situadas en el espacio entre las estrellas, en la constelación de Sagitario, a unos 5.000 años luz de la Tierra. También se divulgaron videos, producidos mediante la superposición de registros de una misma región del cielo captados a lo largo del tiempo. En uno de ellos, pueden verse asteroides desplazándose en medio de las galaxias. Cada imagen proporcionada por el Vera Rubin es tan grande que se necesitarían 400 televisores de altísima resolución para observarla en su tamaño original o proyectarla sobre las paredes de un edificio de 12 pisos.
El Observatorio Vera C. Rubin, un proyecto de 810 millones de dólares financiado por la National Science Foundation (NSF) y el Departamento de Energía (DOE) de Estados Unidos, comenzó a gestarse hace más de 25 años. Su construcción se inició en 2015. Hasta principios de 2020, el observatorio se denominaba Gran Telescopio de Rastreo Sinóptico. Su nombre fue modificado para rendirle homenaje a la astrofísica estadounidense Vera Florence Cooper Rubin (1928-2016), quien presentó las primeras pruebas fidedignas de la existencia de la materia oscura (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 338).
“En los próximos 10 años, el Vera Rubin confeccionará un mapa del cielo austral con una resolución sin precedentes y permitirá el descubrimiento de miles de millones de nuevos objetos”, dice el físico Rogério Rosenfeld, del Instituto de Física Teórica de la Universidade Estadual Paulista (IFT-Unesp), uno de los científicos brasileños que estudiarán la expansión acelerada del Universo a partir de los datos suministrados por el nuevo observatorio.
A pesar de ser una iniciativa esencialmente estadounidense, el Vera Rubin será utilizado por aproximadamente 3.000 científicos de unos 30 países. En virtud de acuerdos internacionales, Brasil obtuvo el derecho de designar a unos 170 investigadores para participar en proyectos de investigación realizados con datos captados por el observatorio. De este contingente, 34 poseen estatus de investigador principal (IP). Los demás son investigadores asistentes y estudiantes de posgrado. Por el momento, al menos 10 de estos IP pertenecen a instituciones paulistas. Cinco de ellos, cuatro de la Universidad de São Paulo (USP) y uno de la Unesp, cuentan con financiación de la FAPESP para llevar a cabo proyectos de investigación con los datos proporcionados por el Vera Rubin.
RubinObs / NSF / DOE / NOIRLab / SLAC / AURA /T. LangeLa cámara LSST, la más grande del mundo, con una resolución de 3.200 megapíxelesRubinObs / NSF / DOE / NOIRLab / SLAC / AURA /T. Lange
El físico Raul Abramo, del Instituto de Física (IF) de la USP, observará cuásares (núcleos galácticos activos) para mapear el Universo profundo y lejano, comparando también datos de galaxias y supernovas (explosiones masivas de estrellas moribundas) mediante la observación de ondas gravitacionales. “En esta segunda línea de investigación, mi plan es utilizar esos datos para probar una nueva técnica que mide la tasa de expansión del Universo, la llamada constante de Hubble”, explica Abramo. El físico Riccardo Sturani, del IFT-Unesp, también combinará datos de observaciones de ondas gravitacionales e imágenes de los catálogos del Vera Rubin para perfeccionar las mediciones en lo referente a la expansión cosmológica. “El observatorio proporcionará el mapa más completo y detallado de las galaxias que hayamos tenido”, comenta Sturani.
La astrofísica Claudia Mendes de Oliveira, del Instituto de Astronomía, Geofísica y Ciencias Atmosféricas (IAG) de la USP, buscará objetos anómalos, tales como cuásares y asteroides, y clasificará galaxias a partir de los datos suministrados por el Vera Rubin y otras cartografías celestes valiéndose de técnicas de aprendizaje automático y deep learning. Su colega del mismo instituto, el astrofísico Eduardo Cypriano, utilizará la técnica de lentes gravitatorias débiles para estudiar cúmulos galácticos. “Este tipo de investigación exige la observación de amplias áreas, mediante imágenes de gran profundidad y excelentes propiedades ópticas. El Observatorio Vera C. Rubin se diseñó teniendo todo esto en cuenta”, dice Cypriano. Con la potente cámara del nuevo observatorio, Alex Cavaliére Carsiofi, del IAG-USP, pretende identificar y estudiar la población de estrellas Be en la Vía Láctea. En las estrellas de este tipo, existe una correlación entre dos de sus características: baja metalicidad y alta rotación.
Se estima que, solamente en el primer año desde su puesta en marcha, el nuevo observatorio generará más datos que los que todos los telescopios existentes han producido hasta ahora. “El mapeo que llevará a cabo el Vera Rubin digitalizará la totalidad del cielo visible desde el hemisferio austral. Será una revolución en la cosmología”, dice el físico Luiz Nicolaci, director del Laboratorio Interinstitucional de e-Astronomía (LIneA). A través del LIneA, el investigador coordinó la participación brasileña en mapeos que precedieron e inspiraron la construcción del Vera Rubin, como Dark Energy Survey (DES) y Sloan Digital Sky Survey (SDSS), y es el articulador principal de la participación nacional en el nuevo observatorio. “Sin contar a Estados Unidos, somos el quinto país entre los colaboradores internacionales con más científicos que toman parte en el Vera Rubin”, comenta el físico.
Brasil no ha invertido dinero directamente en la construcción del Vera Rubin. La contribución nacional se da a través de la participación del país en el proceso de transmisión de la información obtenida por el observatorio en Chile a Brasil, y desde aquí a Estados Unidos, así como en el montaje de un centro en Río de Janeiro para procesar, analizar y distribuir los datos del Vera Rubin. Este centro, que recibió una subvención de 7 millones de reales de la Financiadora de Estudios y Proyectos (Finep), posee un espacio físico en el Laboratorio Nacional de Computación Científica (LNCC), en Petrópolis (Río de Janeiro), pero su administración corre por cuenta del LIneA. Se están construyendo otros nueve centros de datos similares en todo el mundo para recibir los datos del Vera Rubin.
En colaboración con la red académica estadounidense Lauren/AmLight, la red paulista Rednesp (Research and Education Network at São Paulo), financiada por la FAPESP, que conecta entre sí y con el exterior a decenas de instituciones de educativas y de investigación del estado de São Paulo, será utilizada para transmitir los datos generados por el Vera Rubin en Cerro Pachón (Chile), hasta Miami, en Florida (EE. UU.). Una vez allí, los datos serán procesados y, posteriormente, se distribuirán a todo el mundo. En los últimos 15 años, Rednesp recibió fondos por alrededor de 60 millones de dólares, y ahora está negociando la renovación del acuerdo de conexión con Lauren/AmLight.
NSF–DOE Observatório Vera C. RubinRegión del cúmulo de Virgo, una estructura que concentra alrededor de 1.500 galaxias, vista desde el Observatorio Vera C. RubinNSF–DOE Observatório Vera C. Rubin
La cámara del Vera Rubin pesa 3 toneladas, posee el tamaño de un coche pequeño y una resolución de 3.200 megapíxeles, lo que equivale a la capacidad de 260 teléfonos móviles modernos equipados con sensores ópticos. Cuando se la apunta hacia el firmamento, capta un área equivalente a 45 lunas llenas. Cada noche con buenas condiciones para la observación, un promedio de 270 al año en esa zona de Chile, producirá unas 1.000 imágenes. Muy ágil pese a su peso y volumen, la cámara se mueve rápidamente y es capaz de escanear la totalidad del cielo visible cada tres o cuatro días. Cada punto del cielo será observado unas 800 veces por el Vera Rubin a lo largo de ese rastreo del cosmos.
“La secuencia de imágenes generará una película del universo con una duración de 10 años”, comenta la astrofísica Thaisa Storchi-Bergmann, de la Universidad Federal de Rio Grande do Sul (UFRGS). “A medida que se vayan acumulando imágenes sucesivas de un mismo objeto, será posible observar variaciones de brillo, y distintas fuentes tendrán diferentes firmas de variabilidad”. Storchi-Bergmann coordinará un proyecto en el Vera Rubin para estudiar la variabilidad producida por la captura de materia por agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias.
La ciencia producida con los datos del Vera Rubin será realizada por grupos de investigación que forman parte de ocho grandes colaboraciones internacionales. Cada iniciativa tendrá un enfoque central. “Los principales temas de interés para los estudios con los datos producidos por el observatorio serán la materia oscura, la energía oscura, las fuentes transitorias de todo tipo [eventos cataclísmicos, tales como explosiones o enormes variaciones de brillo], la formación de grandes estructuras en el universo y el mapeo del sistema solar y de la Vía Láctea”, dice el físico Luiz Vitor de Souza Filho, del Instituto de Física de São Carlos de la Universidad de São Paulo (IFSC-USP), coordinador general de Programas Estratégicos e Infraestructura de la FAPESP. De naturaleza desconocida, la materia oscura y la energía oscura representan alrededor del 95 % del Universo conocido (el resto está compuesto por materia convencional, visible).
Las primeras imágenes de prueba captadas por el nuevo observatorio instalado en Chile dan una idea de su enorme capacidad para generar nuevos datos sobre el Universo. En tan solo 10 horas de observación, se registraron 2.104 asteroides en el sistema solar que nunca habían sido avistados, siete de ellos relativamente cerca de la Tierra (pero sin riesgo alguno de colisión). La cantidad de cuerpos rocosos en órbita alrededor del Sol registrada por el Vera Rubin en ese breve período de prueba equivale al 10 % de los asteroides descubiertos anualmente por todos los telescopios en funcionamiento, terrestres y espaciales.
En el transcurso de los 10 años que dedicará a cartografiar el cielo austral, el observatorio debería detectar 38.000 millones de objetos: 20.000 millones de galaxias y 17.000 millones de estrellas, además de 10 millones de explosiones estelares denominadas supernovas y 6 millones de cuerpos celestes dentro del sistema solar. Se estima que, cada noche operativa, el Vera Rubin enviará 10 millones de mensajes de alerta a centros de investigación espacial y otros telescopios, notificando que pudo haber observado nuevos cometas, asteroides, planetas o estrellas. No será fácil trabajar con esa montaña de datos y avisos. Es el big data haciéndose presente definitivamente en la cosmología.
Este artículo salió publicado con el título “Cielo digitalizado” en la edición impresa n° 355 de septiembre de 2025.
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