El mapa 3D más grande del universo sugiere que la energía oscura podría estar evolucionando

Tras años de observación, el proyecto del Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI) ha finalizado con éxito el mapeo tridimensional del cosmos que tenía planificado originalmente, superando todas las expectativas iniciales en precisión y volumen de datos.

Una pequeña porción del mapa del quinto año de DESI en la que es visible la estructura a gran escala del universo, creada por la gravedad. Cada punto representa una galaxia. Las áreas más densas indican regiones donde las galaxias y los cúmulos de galaxias se han agrupado para formar los filamentos de la red cósmica. También se aprecian grandes vacíos entre dichos filamentos. Crédito: Colaboración DESI e Instituciones Miembros de DESI/DOE/KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/R. Proctor. Procesamiento: M. Zamani (NSF NOIRLab).

Ubicado en el telescopio Nicholas U. Mayall de 4 metros en Arizona, este instrumento utiliza 5.000 «ojos» de fibra óptica para capturar la luz de objetos situados a miles de millones de años luz. La última noche de la fase principal, el equipo apuntó hacia la constelación de la Osa Menor, sellando un catálogo que ya incluye más de 47 millones de galaxias y cuásares.

El éxito de DESI no solo radica en la cantidad, sino en la velocidad. El equipo logró observar un 40% más de objetos de lo previsto inicialmente, midiendo seis veces más datos cosmológicos que todos los estudios anteriores combinados.

La clave del enigma: ¿Evoluciona la energía oscura?

El objetivo principal de este mapa es desentrañar la naturaleza de la energía oscura, ese misterioso componente que constituye el 70 % del universo y que impulsa su expansión acelerada. Al comparar la distribución de las galaxias en el pasado con la actual, los científicos pueden rastrear la influencia de esta fuerza a lo largo de 11.000 millones de años.

Los primeros análisis han arrojado resultados que podrían revolucionar la física. Los datos sugieren que la energía oscura, considerada durante décadas como una «constante cosmológica», podría estar evolucionando con el tiempo.

Como señala Stephanie Juneau, astrónoma de NSF NOIRLab: «Es imposible capturar todo lo que implicó hacer de DESI un experimento tan exitoso. En última instancia, hacemos esto por toda la humanidad, para comprender mejor nuestro universo y su destino final. Tras hallar indicios de que la energía oscura podría desviarse de una constante, este momento se siente como estar al borde del asiento mientras analizamos el nuevo mapa».

Un esfuerzo global contra la adversidad

La construcción y operación de DESI es un esfuerzo internacional que involucra a más de 900 investigadores de 70 instituciones bajo la gestión del Laboratorio Berkeley. Sin embargo, el camino no estuvo exento de dificultades. El proyecto sobrevivió a las interrupciones de la pandemia en 2020 y a un incendio forestal que amenazó el observatorio en 2022, seguido de inundaciones y deslizamientos de tierra.

La banda de la Vía Láctea se extiende por el cielo sobre el Observatorio Nacional Kitt Peak (KPNO) de la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU., un programa de NOIRLab de la NSF. El telescopio más grande en esta imagen es el telescopio Nicholas U. Mayall de 4 metros de la NSF, que alberga el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI). Las luces de la ciudad de Tucson, Arizona, son visibles a lo lejos. Crédito: KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/P. Horálek (Instituto de Física de Opava).

Michael Levi, director de DESI, destacó la magnitud del logro: «El instrumento funcionó mejor de lo previsto. Los resultados han sido increíblemente emocionantes. Vamos a celebrar la finalización de la prospección original y luego empezaremos a trabajar en el procesamiento de los datos, porque todos tenemos curiosidad por saber qué nuevas surpresas nos esperan».

El viaje continúa hasta 2028

Aunque el mapa original está terminado, el telescopio no descansará. Gracias a su rendimiento excepcional, las observaciones se han extendido hasta el año 2028. En esta nueva fase, el mapa crecerá un 20 % adicional, cubriendo zonas del cielo más complejas de observar, como aquellas cercanas al plano de la Vía Láctea.

Además de la energía oscura, los investigadores planean utilizar el instrumento para estudiar galaxias enanas y corrientes estelares, buscando pistas sobre la materia oscura, esa forma invisible de materia que aporta la mayor parte de la masa del universo pero que aún no ha sido detectada directamente.

Una delgada sección del mapa producido por la prospección de cinco años de DESI muestra galaxias y cuásares por encima y por debajo del plano de la Vía Láctea. La estructura a gran escala del universo es visible en el recuadro ampliado. La Tierra se encuentra en el centro de las cuñas, y el espacio negro marca el lugar donde nuestra propia galaxia oscurece a los objetos lejanos. La luz de las galaxias más lejanas que se muestran tiene 11.000 millones de años de antigüedad para cuando llega a la Tierra. Crédito: Claire Lamman/Colaboración DESI.

Kathy Turner, responsable del Departamento de Energía de EE.UU., concluyó con orgullo: «Desde su concepción, imaginamos un proyecto que ampliaría los límites de la cosmología, y ver cómo llega a una conclusión tan espectacularmente exitosa es increíblemente gratificante».

Se espera que los resultados definitivos del estudio completo de cinco años se publiquen en 2027.

Fuente: NOIRLab. Edición: MP.