Académicos UC se suman a la nueva era de observación astronómica

El instrumento 4MOST, instalado en el telescopio VISTA de Paranal de ESO, obtuvo sus primeras observaciones astronómicas, que con su tecnología de punta revoluciona la forma de observar el Universo. En su programa destacan los proyectos CHANGES y CHANCES, ambos integrados por investigadores del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA) y de varias universidades chilenas, incluyendo al Instituto de Astrofísica UC.

El instrumento 4MOST (4-metre Multi-Object Spectroscopic Telescope), instalado en el telescopio VISTA del Observatorio Paranal de la European Southern Observatory (ESO), alcanzó su primera luz, marcando el inicio de una nueva era para la astronomía. Este hito, fruto de más de una década de desarrollo internacional, consolida una vez más a Chile como epicentro de la astronomía mundial.

Diseñado para observar hasta 2.400 objetos de manera simultánea, 4MOST descompone la luz de estrellas y galaxias en miles de colores, revelando su composición química, temperatura, velocidad y edad. Con más de 2.400 fibras ópticas del grosor de un cabello humano, es hoy el levantamiento espectroscópico multiobjeto más grande del hemisferio sur.

Como afirma el director del Instituto de Astrofísica e investigador principal del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA), Felipe Barrientos: "El instrumento 4MOST abre muchas nuevas oportunidades, y en particular, permite estudiar algunos de los objetos más extremos del universo como son los cúmulos de galaxias y las galaxias con núcleos activos. Investigadores chilenos y del CATA tendrán la oportunidad de estudiar la evolución de galaxias en cúmulos y de cómo interactúan con el medio ambiente".

"La primera luz del instrumento 4MOST (4-metre Multi-Object Spectroscopic Telescope) representa un gran hito para la astronomía. Es un instrumento realmente único, que cambia la forma de observar el cielo e inicia una nueva etapa en la observación del Universo desde Chile", releva Ignacio del Moral-Castro, investigador postdoctoral CATA/UC.

Región del cielo de las primeras observaciones con 4MOST, con un espectro de ejemplo. (Imagen: AIP)

Y agrega: "Hasta ahora, cuando observabas con un instrumento, se observaba un solo programa científico a la vez. Sin embargo, 4MOST está diseñado para poder captar la luz de miles de objetos simultáneamente y se espera que durante sus primeros cinco años de funcionamiento, capte la luz de más de 25 millones de objetos diferentes, ejecutando varios programas científicos a la vez".

Este éxito ha sido el resultado de una gran colaboración internacional, liderada por el Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP), y reúne a 30 instituciones científicas de Europa, Australia y Chile, incluyendo varias universidades y al CATA. Su operación científica se realiza desde el Observatorio Paranal de ESO, bajo uno de los cielos más despejados del planeta.

La contribución científica de las universidades chilenas es clave, liderando dos programas científicos: CHANCES (CHileAN Cluster galaxy Evolution Survey) y CHANGES (CHilean Active Galactic Nuclei and Galaxy Evolution Survey). Ambos con participación de astrónomos y astrónomas del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines - CATA (Centro Basal ANID), y del Instituto de Astrofísica de la Universidad Católica. En su primera etapa, 4MOST ejecutará 25 programas científicos en total.

CHANGES: mapeando agujeros negros

El CHilean Active Galactic Nuclei and Galaxy Evolution Survey (CHANGES), liderado por Franz Bauer, Investigador Asociado al CATA, académico de la U. de Tarapacá y uno de los investigadores principales del survey junto a Paulina Lira, constituye cerca del 7,5% del tiempo total de observación de 4MOST.

Usando este nuevo instrumento de ESO, en combinación con el Large Synoptic Survey Telescope (LSST) del Observatorio Vera C. Rubin, el proyecto obtendrá espectros y curvas de luz de más de un millón de AGN (Núcleo Galáctico Activo) y sus galaxias anfitrionas.

En palabras de Franz Bauer, Investigador del CATA y líder del survey, afirma que "el proyecto CHANGES explorará cómo crecen los agujeros negros supermasivos y cómo influyen en la evolución de sus galaxias anfitrionas, observando cientos de miles de núcleos activos en el cielo del hemisferio sur con 4MOST. Al combinar estas observaciones con los datos del LSST, el proyecto permitirá estudiar la variabilidad, el entorno y la historia de estos objetos a lo largo del tiempo cósmico. Además, CHANGES identificará fenómenos raros y extremos, como eventos de disrupción estelar y cuásares en el Universo primitivo, ofreciendo una nueva ventana al crecimiento de los agujeros negros desde los orígenes del cosmos", explicó.

Como agrega el académico UC Felipe Barrientos: "Muchos de los estudios de agujeros negros en los centros de las galaxias necesitan una muestra numerosa que permita caracterizar esa población. 4MOST proveerá de observaciones de estos objetos, algunos de los más luminosos en el universo".

"Investigadores chilenos y del CATA tendrán la oportunidad de estudiar la evolución de galaxias en cúmulos y de cómo interactúan con el medio ambiente", afirma el director del Instituto de Astrofísica UC e investigador del CATA, Felipe Barrientos. (Crédito fotográfico: ESO)

"Desde hace tiempo sabemos que existe una coevolución entre los agujeros negros supermasivos que viven en el centro de las galaxias y sus galaxias anfitrionas. Sin embargo, aún quedan muchos interrogantes sobre como crecen estos agujeros negros, cómo influyen en sus galaxias y cómo se produce esta coevolución", explica el investigador Ignacio del Moral-Castro, y agrega: "El proyecto CHANGES está diseñado para explorar estas preguntas usando las revolucionarias capacidades de 4MOST abriendo una nueva ventana en el estudio del Universo. Estamos muy contentos por el gran hito que representa la primera luz del instrumento y todos los datos que se obtendrán en los próximos años".

El equipo del CATA que participa en CHANGES incluye a los investigadores principales del Centro: Roberto Assef (Universidad Diego Portales), Ezequiel Treister (Universidad de Tarapacá) y Felipe Barrientos (Pontificia Universidad Católica); los investigadores asociados Chiara Mazzucchelli (Universidad Diego Portales) y Timo Anguita (Universidad Andrés Bello), e Ignacio del Moral (postdoctorante PUC), quien participó en la instalación y puesta en marcha del instrumento en Paranal.

CHANCES: evolución de las galaxias en ambientes extremos

El CHilean Cluster galaxy Evolution Survey (CHANCES) busca entender cómo los ambientes densos, como cúmulos y supercúmulos de galaxias, transforman la estructura y evolución de las galaxias. A través de observaciones espectroscópicas de más de 300.000 galaxias, el equipo podrá trazar cómo el entorno afecta su morfología, composición y capacidad de formar estrellas.

"Esta primera luz de 4MOST marca un hito para un instrumento de última generación que involucra a cientos de astrónomos e ingenieros en todo el mundo. En lo personal me emociona mucho ver los primeros espectros después de trabajar por casi cinco años en la preparación de nuestro proyecto CHANCES. Pronto comenzaremos a tomar datos, y sin duda vendrán muchos descubrimientos científicos", afirma Yara Jaffé, investigadora asociada al CATA, directora alterna de MINGAL y académica de la Universidad Técnica Federico Santa María.

Para los cúmulos locales (z < 0,07), CHANCES impulsará los estudios sobre la evolución de las galaxias en cúmulos hasta el régimen de galaxias enanas (108 - 109 M⊙), donde se espera que el entorno desempeñe un papel dominante en su evolución. (Imagen: Universidad de Atacama)

"CHANCES obtendrá los espectros de aproximadamente 300 mil galaxias, permitiendo entender cómo las estructuras densas transforman las galaxias, modificando su morfología o incluso promoviendo brotes de formación estelar", agrega Hugo Méndez Hernández, investigador adscrito al CATA y postdoctorante de la Universidad de La Serena, quien participó de la toma de la primera luz de 4MOST en Paranal y de los primeros testeos del instrumento.

Por su parte, Antonela Monachesi, investigadora principal del CATA y académica de la Universidad de La Serena, destaca que "4MOST es un instrumento único en el hemisferio sur por su enorme campo de visión y capacidad de observar miles de objetos en simultáneo. Las observaciones de CHANCES, que se extenderán por cinco años, permitirán responder preguntas clave sobre cómo evolucionan las galaxias en ambientes densos y cómo crecen las estructuras más masivas del Universo".

En el survey CHANCES también participan los investigadores del CATA Cristóbal Sifón (Pontificia Universidad Católica de Valparaíso); Ricardo Demarco (Universidad Andrés Bello), Ciria Lima-Dias y Simón Véliz (ambos de la Universidad de La Serena) y Franco Piraino además de Raúl Baier Soto (ambos de la U. Técnica Federico Santa María).