Una Mirada Más Cercana a las Operaciones de Encuesta de DESI

El Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI) es un proyecto que busca estudiar el universo observando millones de galaxias y estrellas. Empezó su encuesta principal el 14 de mayo de 2021 y ya ha observado más de 14 millones de galaxias y 4 millones de estrellas. En este artículo, vamos a ver cómo funciona DESI, los procesos que hay detrás de las observaciones y los resultados hasta ahora.

#Objetivo de la Encuesta

El objetivo principal de DESI es medir los corrimientos al rojo de galaxias y cuásares en una gran área del cielo. Esta información nos ayuda a entender la expansión del universo y la misteriosa fuerza conocida como energía oscura. La encuesta abarca más de 14,000 grados cuadrados del cielo, convirtiéndola en uno de los proyectos de astronomía más grandes de su tipo.

#Diseño de la Encuesta

DESI está diseñado para operar durante cinco años, tiempo en el que recoge datos valiosos sobre el cosmos. La encuesta se divide en tres programas: el programa oscuro, el programa brillante y un programa de respaldo. Cada programa tiene diferentes tipos de objetivos, como galaxias rojas luminosas y estrellas brillantes de la Vía Láctea.

#Programa Oscuro

El programa oscuro se enfoca en galaxias rojas luminosas, galaxias de líneas de emisión y cuásares. Este programa es la columna vertebral de la encuesta y ocupa alrededor del 90% del tiempo de observación del telescopio. Las observaciones se realizan principalmente durante las noches oscuras cuando el cielo está despejado.

#Programa Brillante

El programa brillante se centra en una muestra limitada de galaxias brillantes y estrellas de la Vía Láctea. Este programa opera cuando las condiciones no son adecuadas para el programa oscuro. Aunque ocupa una porción menor del tiempo de la encuesta, sigue siendo esencial para completar las observaciones generales.

#Programa de Respaldo

El programa de respaldo está diseñado para estrellas muy brillantes y solo se utiliza cuando las condiciones son demasiado malas para los otros dos programas. Esto proporciona una capa adicional de flexibilidad en las operaciones de la encuesta.

#Campos de Observación

El área de la encuesta de DESI está dividida en muchos "tiles" de observación. Cada tile representa un lugar específico en el cielo donde el telescopio enfoca sus observaciones. El objetivo es recopilar datos de manera eficiente observando múltiples tiles en una sola noche.

#Selección de Tiles

Durante cada noche, el telescopio busca terminar de observar los tiles en curso antes de pasar a nuevos. Esto se llama observación "depth-first", asegurando que las regiones de interés se observen completamente antes de empezar en nuevas áreas.

#Operaciones Diarias

Las operaciones diarias de DESI incluyen una serie de pasos que abarcan la planificación para la noche siguiente, la selección de tiles para observar y luego el análisis de los datos recopilados. Cada componente es crucial para el éxito general de la encuesta.

#Planificación de la Tarde

La planificación de la tarde comienza revisando el estado actual de la encuesta. Esto implica chequear qué tiles se han observado y cuáles están pendientes. Con base en esta información, se establecen las prioridades para las observaciones de la noche.

#Selección de Campos

El Selector de Campo Siguiente es un sistema que decide qué tiles observar durante la noche. Evalúa varios factores, como las condiciones actuales y las prioridades establecidas durante la fase de planificación.

#Ajuste en Tiempo Real

Antes de cada observación, el sistema del telescopio asigna Fibras a objetivos específicos en el momento. Esto significa que los objetivos exactos a observar se concretan solo minutos antes de que el telescopio los apunte. Este ajuste en tiempo real permite un proceso de observación más ágil y flexible.

#El Instrumento

En el corazón del proyecto DESI hay un instrumento especializado montado en el telescopio Mayall en Kitt Peak. Este instrumento utiliza un espectrógrafo de múltiples objetos con 5000 fibras, lo que le permite recoger luz de miles de objetos a la vez.

#Sistema de Fibras

El instrumento recoge luz usando una red de fibras que canalizan la luz hacia los espectrógrafos para su análisis. Esta configuración permite capturar un gran número de observaciones simultáneamente, proporcionando un conjunto de datos más completo.

#Diseño de Pétalos

El sistema de fibras se divide en diez pétalos, cada uno conteniendo 500 posicionadores que dirigen la luz a los espectrógrafos. Este diseño de pétalos asegura que si una parte falla, no afecta a las demás.

#Procesamiento de Datos

Una vez que se realizan las observaciones, los datos recopilados pasan por una serie de pasos para su procesamiento. Esto incluye calibración, sustracción de fondo y cálculos de corrimiento al rojo.

#Pipeline Espectroscópico

El pipeline espectroscópico procesa los datos recolectados por DESI cada mañana, buscando resultados eficientes y precisos. Esto incluye medir la calidad de las observaciones y determinar los corrimientos al rojo de los objetivos.

#Aseguramiento de Calidad

Se realiza un aseguramiento de calidad para evaluar la fiabilidad de cada observación. Este paso es crítico para asegurar que los datos utilizados para el análisis sean de alto estándar y se puedan confiar para estudios científicos.

#Rendimiento de la Encuesta

Hasta el 14 de junio de 2022, DESI ha hecho avances significativos en sus operaciones. El rendimiento ha sido exitoso, con resultados reales que coinciden con las expectativas históricas.

#Métricas de Rendimiento

La encuesta se evalúa en base a varias métricas, incluido el número de observaciones completadas, la calidad de los datos y la velocidad de la encuesta. Se ha encontrado que la encuesta avanza alrededor de un 7% más rápido de lo que se anticipó inicialmente.

#Clima y Condiciones

Las condiciones climáticas influyen significativamente en el rendimiento de la encuesta. A lo largo del primer año de operación, DESI se ha adaptado bien a las variadas condiciones, demostrando su resiliencia y eficiencia operativa.

#Conclusión

Los primeros 1.1 años de la encuesta DESI han sido un éxito notable. Las operaciones eficientes, junto con el diseño avanzado del instrumento, han permitido a DESI recopilar datos valiosos sobre el universo. A medida que la encuesta continúa, se espera que proporcione aún más ideas sobre la naturaleza de la energía oscura y la expansión del universo. Los esfuerzos colaborativos del equipo científico y el personal de operaciones han sido fundamentales para este progreso, y el futuro se ve prometedor para DESI y sus contribuciones a la astronomía.