El proyecto DES

La expansión acelerada del universo es el descubrimiento científico más sorprendente de los últimos tiempos. Las observaciones cosmológicas han demostrado que todas las galaxias se alejan de la nuestra cada vez más rápido, es decir, de manera acelerada. Esta aceleración solamente puede explicarse yendo más allá de la física conocida. O bien la teoría de la relatividad de Einstein no es del todo completa, o bien existe una sustancia misteriosa y extraña que llena todo el cosmos y produce esa aceleración, la energía oscura. Cualquiera de las dos posibilidades implica una revolución en el conocimiento del universo.

El proyecto DES se concibió con el objetivo de averiguar cuál de esas opciones es la correcta. El camino para hacerlo es cartografiar todas las galaxias de una octava parte de la esfera celeste hasta distancias mucho mayores que las que se han podido observar hasta ahora, para estudiar con precisión su distribución, evolución y características, y así obtener información sobre la expansión del universo y la distribución de materia-energía que contiene. Este cartografiado permite estudiar la energía oscura utilizando cuatro métodos independientes y complementarios:

  • Contar el número de cúmulos de galaxias y su distribución en el espacio.
  • Medir la distribución espacial de galaxias,y en particular, el efecto de las oscilaciones acústicas de los bariones.
  • Medir el efecto lente gravitacional débil en la distribución de galaxias.
  • Construir el diagrama de Hubble para ~3000 supernovas de tipo 1a.

Este es un objetivo muy ambicioso, y para conseguirlo es necesario construir una cámara suficientemente sensible como para observar galaxias tan lejanas.

DECAm

Este instrumento es DECam (Dark Energy Camera), una de las cámaras más grandes jamás construidas. El proyecto DES es internacional, con participación de Estados Unidos, España, Reino Unido, Alemania, Brasil, Suiza y Australia. DECam está instalada en el telescopio Blanco, en Chile. Detectó su primera luz en septiembre de 2012, y continuará con las observaciones científicas durante al menos hasta 2018. El equipo encargado de analizar las imágenes y obtener las propiedades de la energía oscura está formado por unos 300 científicos de los paises participantes. El proyecto ha comenzado ya a producir resultados científicos, demostrando que es capaz de alcanzar la precisión de medida necesaria para llevar a cabo su ambicioso programa cosmológico.

Contribución del CIEMAT a DES

El CIEMAT forma parte de la DES-Spain Collaboration, formada por 3 instituciones, 2 de ellas en Barcelona (el Institut de Ciencies de l'Espai, ICE y el Institut de Física d'Altes Energies, IFAE) y una en Madrid (el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas, CIEMAT). El CIEMAT ha contribuido de manera destacada en el diseño y la construcción de la cámara DECam y actualmente lo hace en su mantenimiento y en la explotación científica de los datos.

En la construcción de la cámara, el CIEMAT (en colaboración con el IFAE) ha sido responsable del diseño, prueba, construcción y verificación del sistema electrónico completo de DECam. Un proyecto tan ambicioso científicamente como DES ha exigido nuevos desarrollos tecnológicos, como el diseño completo y producción de varias tarjetas electrónicas que leen los CCDs de DECam con enorme rapidez pero un bajísimo nivel de ruido, permitiendo obtener imágenes de galaxias enormemente lejanas con suficiente precisión.

Además, el CIEMAT participa o lidera varios análisis científicos, como la medida de las oscilaciones acústicas de bariones en la distribución de galaxias, la medida del efecto de magnificación en el estudio de lentes gravitacionales débiles, las propiedades generales de la distribución espacial de las galaxias a través de las cuentas en celdas (CiC), y muchos otros tests de las propiedades cosmológicas.