El observatorio de Javalambre busca el origen de la energía oscura

Javier Cenarro, astrofísico: «Teruel también existe en el universo»

Si Teruel no existiera, los astrofísicos de todo el mundo no dispondrían del mayor mapa en 3D del universo que se va a elaborar durante la próxima década. Un trabajo que recogerá los más de 500 millones de cuerpos celestes visibles en una gran área del hemisferio norte. Tampoco sabrían de las últimas investigaciones sobre la energía oscura, que nada tiene que ver con lo que se siente en las frías noches de esta despoblada tierra aragonesa, sino con esa enigmática fuerza que tiende a acelerar la expansión del universo y que ocupa el 70 % del cosmos.

El astrofísico Javier Cenarro es director del Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón (Cefca). Desde el Observatorio Astrofísico de Javalambre (OAJ), ubicado en la sierra homónima turolense, en el inhóspito Pico del Buitre, coordina a ciento cincuenta investigadores de distintos países para la elaboración de un innovador estudio fotométrico que permitirá descubrir un número sin precedentes de estrellas, galaxias y supernovas, el proyecto J-PAS (Javalambre Physics of the Accelerating Universe Astrophysical Survey).

observatorio de Javalambre
La galaxia de Andrómeda (M31) fue la primera imagen captada por la cámara JPCam, desde el Observatorio Astrofísico de Javalambre, el pasado 29 de junio. / Cefca

UN PROYECTO PIONERO A NIVEL MUNDIAL

– ¿Cómo es el instrumental con el que están llevando a cabo el proyecto de cartografiar el firmamento?

El observatorio está concebido para llevar a cabo grandes cartografiados astronómicos. Cuenta con dos telescopios –con sus correspondientes cámaras- en los que prima un gran campo de visión con excelente calidad de imagen. El primero, y más potente, es el Javalambre Survey Telescope (JST250), con un espejo principal de 2,5 metros de diámetro y una de las mayores cámaras astronómicas del mundo, recientemente instalada: la JPCam, que consta de un mosaico de 14 detectores científicos de gran formato y 1.200 millones de píxeles. Proporciona un campo de visión de 4,5 grados cuadrados en cada imagen, un área equivalente a 25 lunas llenas. Aparte, la cámara tiene capacidad para alojar 56 filtros ópticos únicos en el mundo, lo que en conjunto convierte al equipo en uno de los más potentes que existen en la actualidad para cartografiar el universo. Con el JST250 y la JPCam se llevará a cabo, durante los próximos diez años, el cartografiado principal, en el proyecto llamado J-PAS.

Telescopio JST 250 / Cefca

– ¿Qué función tiene el segundo telescopio?

Es el JAST80 (Javalambre Auxilary Survey Telescope) que, junto con la cámara panorámica T80Cam, proporciona un campo de visión de 2 grados cuadrados. Con este equipo estamos llevando a cabo el proyecto J-PLUS (Javalambre Photometric Local Universe Survey), que se puede considerar como el hermano menor del J-PAS, pero coordinado con él. Ya lleva observados más de 2000 grados cuadrados del firmamento y ha dado lugar a numerosas publicaciones.

8500 GRADOS CUADRADOS DE FIRMAMENTO

– ¿Qué parte de la bóveda celeste se está cartografiando?

La zona del cielo a observar se encuentra mayoritariamente en el hemisferio norte, ya que la latitud del observatorio de Javalambre, al sur de Teruel, es de aproximadamente 40º N, pero también hay una zona del cartografiado que pertenece al hemisferio sur.

– ¿Cómo se lleva a cabo el mapeo?

El proceso consiste en observar paulatinamente todas las zonas del cartografiado previstas: 8500 grados cuadrados del firmamento en 56 bandas fotométricas estrechas y contiguas, lo que permite obtener información espectral sin precedentes para cientos de millones de estrellas y galaxias. Para las galaxias, además, podremos obtener su distancia con precisión, elaborando así el mayor mapa 3D del universo hasta la fecha. Dejando aparte las complejidades técnicas y particularidades de la estrategia de cartografiado, podemos decir que es como embaldosar una pared, comenzando por un extremo y colocando baldosa a baldosa hasta cubrir la pared completamente y sin dejar huecos. En este símil, cada baldosa representaría un apuntado o imagen de JPCam. En realidad, 56 apuntados, uno por cada filtro.

– ¿Cuánto abarca ese ‘alicatado’?

El equivalente a una quinta parte de todo el cielo. Dado que nuestros objetivos son principalmente cosmológicos y extragalácticos, evitamos observar el plano de nuestra galaxia, la Vía Láctea, que con su gran densidad de estrellas y polvo no permite observar las galaxias más lejanas. Teniendo esto en cuenta, en total observaremos un 30 % del hemisferio norte galáctico y un 10 % del sur, aproximadamente.

PROBANDO EN LA OSA MAYOR

– Antes de instalar la cámara JPCam, en junio pasado, ya habían cartografíado el primer grado cuadrado del firmamento. ¿Qué se puede ver y en qué zona celeste se encuentra esa área?

Lo hicimos con la cámara JPAS-Pathfinder, con un campo de visión y un grado de complejidad menor que la JPCam, pero que nos permitió realizar los primeros trabajos científicos con el telescopio. La zona del cielo elegida fue la conocida como AEGIS -del inglés All-Wavelength Extended Groth Strip International Survey-, en un campo del cielo con muy baja extinción galáctica, próximo a la constelación de la Osa Mayor. Es una zona que ya ha sido observada previamente por otros telescopios y satélites, como el Telescopio Espacial Hubble, y nos viene muy bien para comparar datos y demostrar la calidad y el potencial del J-PAS. En ese primer grado cuadrado se identificaron unos 60 000 objetos celestes, el 90 % de ellos galaxias.

– ¿Con qué tipo de colaboración internacional cuentan?

Todo este proyecto se coordina a través de una colaboración científica internacional que dispone de unos 150 miembros. Las instituciones principales de la colaboración son españolas y brasileñas. El Cefca es la institución que lidera el J-PAS y gestiona el Observatorio Astrofísico de Javalambre, incluidos los datos producidos por este. Otras instituciones principales del consorcio son El Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), en Granada, el Observatorio Nacional de Río de Janeiro y el Instituto de Astronomía, Geofísica y Ciencias Atmosféricas de la Universidad de Sao Paulo. En todo caso, hay investigadores de decenas de instituciones y países diferentes.

observatorio de Javalambre
La mayoría de los cuerpos celestes cartografiados corresponden a galaxias, como esta del Triángulo (M33) captada por la JAST/T80Cam /Cefca

LA APORTACIÓN CHINA

– China se ha sumado con 728 000 € para colaborar en el proyecto astrofísico de Javalambre. ¿Qué otros inversores tienen y cómo se concretan esas aportaciones?

La cartografía del firmamento es un proyecto científico de legado, en el que los datos se harán finalmente públicos a toda la comunidad internacional. Pero hasta que ese momento llegue, solo los miembros que colaboren económicamente tienen acceso a los datos científicos de J-PAS, lo que les permite contar con una gran ventaja competitiva frente a otros investigadores ajenos al consorcio. Aparte de las principales entidades españolas y brasileñas que he dicho antes, otros grupos de investigación han mostrado su interés en unirse al proyecto –y tener acceso a los datos científicos– a cambio de aportaciones económicas. Estos serían los investigadores de varias instituciones chinas y también otros del Observatorio de Tartu, en Estonia. Confiamos en que este tipo de acuerdos se sigan produciendo conforme avance el proyecto.

– ¿Qué plazos tienen previstos?

El comienzo oficial está previsto que tenga lugar a principios del año que viene, dependiendo del grado de avance en las múltiples facetas del proyecto. Las observaciones se llevarán a cabo a lo largo de toda la década, si bien los primeros resultados científicos llegarán mucho antes de que el cartografiado se haya completado.

OBJETIVO: ENTENDER LA ENERGÍA OSCURA

– ¿Qué otros retos tienen, más allá de conseguir el mayor mapa tridimensional del firmamento hasta la fecha?

Pretendemos ir mucho más allá de una mera cartografía. Por ejemplo, comprender mejor cómo se distribuye la materia en el universo, a partir del análisis global de la posición de cientos de millones de galaxias. Esto nos dará información, además, de la geometría del cosmos en diferentes épocas: mirar lejos es mirar al pasado. También nos permitirá estudiar la frecuencia y características de las grandes estructuras del universo, como grupos, cúmulos y supercúmulos de galaxias. Todo esto es fundamental para abordar el estudio y la naturaleza de la energía oscura, el principal objetivo del proyecto.

– ¿Y respecto a los objetos captados, qué previsiones tienen?

El gran potencial de este proyecto radica en su capacidad para observar, sin discriminación alguna, todos los objetos astronómicos existentes hasta una cierta distancia, y hacerlo, además, en 56 bandas fotométricas diferentes y únicas, que proporcionan una información espectral sin precedentes. Tener acceso a esta información es crucial para entender la física de los objetos astronómicos. Esto hace que que J-PAS prometa grandes resultados en todos los campos de la astrofísica: desde estudios de asteroides, fundamentales para comprender el origen de nuestro sistema solar, hasta la datación y caracterización de galaxias muy lejanas, que se formaron cuando el universo era muy joven. O el descubrimiento y caracterización de las estrellas más primigenias de nuestra galaxia. Son solo algunos ejemplos de lo que nos va a deparar este proyecto.

El Observatorio Astrofísico de Javalambre (Teruel) está emplazado en el Pico del Buitre, a 1957 metros de altitud.

TERUEL UnIvERSAL

– ¿El hecho de que la sede se encuentre en Javalambre implica que Teruel también existe en el universo?

¡Por supuesto! Teruel existe en el universo y en el mundo de la astrofísica. Desde que se creó el Cefca en Teruel hemos publicado más de 550 artículos científicos y resúmenes de congresos en los que al menos uno de los autores es del centro.Y el OAJ es un ejemplo magnífico de cómo la I+D+i pueden poner en valor los recursos naturales de un territorio, dinamizando la actividad económica y turística a través de la ciencia, en este caso, de la astrofísica.

– ¿De dónde le viene su afición por esta materia?

Desde bien pequeño pasaba horas contemplando el cielo estrellado. Sobre todo en verano, en lugares alejados de la ciudad, como Híjar (Teruel), el pueblo de mi abuela; en La Muela (Zaragoza), donde mis tíos tenían una casa, o en los campamentos de mi colegio en Canal Roya, junto a Canfranc (Huesca). El universo me cautivó mucho antes de saber qué era la física. Y cuando la conocí, no tuve dudas.

– Es doctor en Físicas por la Universidad Complutense de Madrid, ha investigado en la Universidad de California, en el Instituto de Astrofísica de Canarias y tiene un Máster en Instrumentación Científica que realizó en parte en la Universidad de Florida. ¿Cómo llegó al Cefca?

En 2008 conocí a través de Mariano Molés, su director y promotor de la idea del OAJ, la intención de construir un nuevo observatorio en Javalambre. La idea y el proyecto me atrajeron y me incorporé al Centro en 2009. Desde entonces, me encargué fundamentalmente de la definición y construcción del observatorio y sus telescopios. En 2016 relevé al profesor Molés en la dirección del Cefca. Tengo que decir que el proyecto del Cefca, y la puesta en marcha del observatorio, no hubiera sido posible sin el apoyo de las instituciones, principalmente del Gobierno de Aragón y sin el tesón y el esfuerzo de personas como Molés y de un conjunto de científicos, ingenieros y técnicos del centro que han dado y dan cada día lo mejor de sí mismos. A todos ellos les debo mi reconocimiento y mi agradecimiento.

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Imágenes | Cefca / J-PAS

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