Gracias a una asombrosa innovación robótica, una colaboración internacional que involucra a la Carnegie Institution for Science ha desarrollado el Sloan Digital Sky Survey (SDSS), un proyecto de investigación que ha estudiado la estructura y evolución de nuestro hogar cósmico, la Vía Láctea.
Un nuevo sistema de plano focal (FPS) denominado SDSS-V, reemplaza un enfoque práctico y lento para realizar observaciones simultáneas de cientos de estrellas, el que requería que los astrónomos conectaran manualmente cientos de fibras ópticas en agujeros perforados en una placa de metal en el plano focal del telescopio.
Con esta nueva innovación, las 500 unidades de posicionamiento automatizado del sistema reemplazan las manos humanas y maniobran con precisión las fibras ópticas en su lugar en el plano focal del telescopio para que cada una pueda captar la luz de una estrella específica dentro de la región objetivo.
«Pasamos de recolectar unos pocos miles de espectros cada noche a aproximadamente 15 000», dice Juna Kollmeier, directora de SDSS-V, fase 5 de SDSS, investigadora de la Carnegie Institution for Science y directora del Instituto Canadiense de Astrofísica Teórica (CITA).
«Es un cambio fascinante en la forma en que trabajamos que no solo nos permitirá escanear más objetos, sino también examinar estos sistemas a lo largo del tiempo, en escalas de tiempo a las que antes no podíamos acceder. Esto desbloquea una gran cantidad de nueva ciencia».
El desarrollo del nuevo FPS robótico fue un esfuerzo de cinco años por parte de un equipo internacional, incluido el Laboratorio de Ciencias de Imágenes de la Universidad Estatal de Ohio, la Universidad de Washington, la Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) y los Observatorios Carnegie en Pasadena.
Los equipos de diseño han superado muchos de los desafíos planteados por la pandemia global mediante el desarrollo y la construcción de componentes donde están ubicados, algunos en sus garajes y patios traseros, y enviándolos a otro lugar para su posterior ensamblaje. Los robots se fabrican en Suiza y se integran en las principales unidades mecánicas de Columbus, Ohio.
Las etapas anteriores de SDSS observaron millones de estrellas en nuestra galaxia natal utilizando espectrómetros, instrumentos capaces de medir la luz de las estrellas en diferentes longitudes de onda. Los espectros resultantes revelan una gran cantidad de información sobre las estrellas: su edad, temperatura, composición química, movimiento y más.
Hay dos tipos de unidades FPS. Uno trabaja en el telescopio de 2,5 metros de la Fundación Sloan en el Observatorio Apache Point (APO) en Nuevo México. Una segunda unidad está en construcción y, cuando esté completa, operará en el Telescopio du Pont del Observatorio Las Campanas.
FPS habilitará dos de los tres programas de ciencia básica en SDSS-V: el diagrama de la Vía Láctea (MWM) y el Agujero Negro (BHM). Juntos, estos proyectos reunirán datos de millones de objetos dispersos por el cielo, desde estrellas en el patio trasero de nuestra galaxia hasta agujeros negros supermasivos inimaginablemente lejanos.