LVM permitirá comprender mejor la formación de las galaxias

Un nuevo y ambicioso conjunto de telescopios en el Observatorio Las Campanas de Carnegie creará un mapa espectroscópico de nuestra Vía Láctea y otras galaxias cercanas, permitiendo una nueva comprensión de cómo se forman y evolucionan.

Esta nueva instalación, que forma parte de la quinta generación del Sloan Digital Sky Survey, vio la luz por primera vez en agosto y está a punto de comenzar sus operaciones. Denominado Local Volume Mapper, mejorará nuestra comprensión de la formación y evolución de las galaxias al sondear las interacciones entre las estrellas que las componen y el gas y polvo interestelares que se dispersan entre ellas.

El Local Volume Mapper en el Observatorio Las Campanas

A diferencia de otros sondeos, que se centran en objetos individuales, el Local Volume Mapper permitirá al SDSS comprender el ecosistema cósmico que rodea a la Vía Láctea, sus compañeras las Nubes de Magallanes y otras galaxias enanas locales.

“Enfoco el LVM a través de la lente de nuestra comprensión teórica de la formación de galaxias y estrellas -las condiciones físicas del plasma a medida que atraviesa diferentes ciclos cósmicos”, explicó la Directora del SDSS-V, Juna Kollmeier, Directora Fundadora del Centro Carnegie de Astrofísica Teórica y actual Directora del Instituto Canadiense de Astrofísica Teórica. “Durante décadas, hemos estado haciendo cálculos que se acercan a estos procesos, pero lo que faltaba era el punto de referencia empírico. El LVM intenta proporcionar esta comprobación de la realidad: objetivos observacionales contra los que nuestra comprensión puede ser desafiada y profundizada.”

LVM es uno de los tres cartografiadores que componen la quinta generación del sondeo. El cartografiador de la Vía Láctea revelará la física de las estrellas de nuestra galaxia, las diversas arquitecturas de sus sistemas estelares y planetarios, y el enriquecimiento químico de nuestra galaxia desde los inicios del universo. El cartografiador de agujeros negros medirá las masas y el crecimiento a lo largo del tiempo cósmico de los agujeros negros supermasivos que residen en el corazón de las galaxias, así como de los agujeros negros más pequeños que quedan tras la muerte de las estrellas.

Los otros dos cartografiadores operan desde el Observatorio de Apache Point, en Nuevo México, donde se encuentra el telescopio original de 2,5 metros, y desde el Observatorio Las Campanas de Carnegie, en Chile, donde se utiliza el telescopio du Pont de 2,5 metros. Sin embargo, LVM requirió el diseño, la ingeniería y el montaje de una instalación completamente nueva en Chile.

El equipo que hizo realidad el instrumento LVM fue una colaboración internacional que incluía a científicos e ingenieros de Alemania, Australia, Corea y Estados Unidos. Pero Carnegie desempeñó un papel destacado en el desarrollo de la visión y la supervisión de cómo todos los componentes se unieron para crear una nueva forma de estudiar nuestro vecindario cósmico.

“Fue un gran esfuerzo para nosotros y requirió el desarrollo de toda una nueva área de experiencia, gran parte de ella en medio de una pandemia mundial”, dijo Solange Ramírez, Directora del Proyecto SDSS-V, que trabaja en los Observatorios Carnegie. “Cada generación de SDSS se basa en la anterior, llevando el descubrimiento al siguiente nivel. Para crear LVM, empezamos con el caso científico y luego tuvimos que diseñar instrumentos capaces de responder a las preguntas que queríamos perseguir-un proceso que implicó muchos debates e intensas discusiones.”

Para abordar las áreas de investigación que Kollmeier y el equipo de SDSS-V querían que LVM avanzara, era necesario un nuevo enfoque.

“La gente siempre habla de grandes telescopios, pero para nuestros propósitos lo pequeño, rápido y extremadamente potente era lo adecuado para crear el tipo de mapas que nos permitirán comprender el entorno galáctico local”, añadió Ramírez.

La instalación consta de cuatro telescopios construidos a medida que captarán la luz visible del cielo nocturno con una velocidad sin precedentes y la transportarán a través de un haz de 2.000 fibras ópticas, cada una del diámetro de un cabello humano, a un conjunto de tres espectrógrafos donde será separada y analizada.

“LVM aprovecha una idea muy básica, pero muy contraintuitiva, de la física: que el diámetro de la lente no es lo que importa, sino que lo que nos importa es el fstop, es decir, la apertura de la abertura”, explica Nick Konidaris, científico de Carnegie que dirige el instrumento en el proyecto. “En muchos aspectos es tan potente como un instrumento de un telescopio mucho mayor, como los que se están diseñando para el Telescopio Gigante Magallanes, que se está construyendo en Las Campanas”.

Para garantizar que toda esta ingeniería de precisión funcione como es debido, LVM requirió el diseño y la construcción de una instalación altamente especializada que mantiene cada aspecto de su trabajo separado y protegido del calor o el movimiento.

“Tuvimos que construir una recreación virtual increíblemente detallada de cada aspecto de LVM y averiguar dónde iba cada cosa y cómo estaba todo conectado”, explicó la ingeniera de instrumentación de Carnegie Julia Brady, que casualmente empezó a trabajar en SDSS como estudiante de grado construyendo cajas de instrumentos para LVM en la Universidad Estatal de Ohio, que luego se sorprendió al ver en el taller mecánico de los Observatorios Carnegie cuando se entrevistó para su puesto actual.

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