En el desierto de Atacama, en Chile, bajo uno de los cielos más oscuros y transparentes del planeta, acaba de comenzar una nueva etapa para la astronomía. En el Observatorio Paranal, donde se encuentran algunos de los telescopios más avanzados del mundo, un nuevo instrumento llamado 4MOST está a punto de iniciar una campaña de observación que promete transformar nuestra manera de estudiar el universo.

Luca Costantin, investigador Junior Leader de la Fundación “la Caixa” en el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), participa en este proyecto internacional y explica en Hablando con Científicos que la puesta en marcha de 4MOST supone “un momento muy importante para la comunidad científica”, porque coincide con “un recambio generacional de instrumentos y nuevas tecnologías” en los grandes observatorios astronómicos.

4MOST es en realidad un sofisticado espectrógrafo instalado en el telescopio VISTA, un instrumento de cuatro metros de diámetro diseñado para observar regiones muy amplias del cielo. La gran revolución de 4MOST está en la enorme cantidad de objetos que puede estudiar simultáneamente. “En un mismo apuntado podemos observar más de 2.000 objetos a la vez”, explica Costantin. “La idea revolucionaria es tener millones y millones de espectros de estrellas y galaxias para hacer un gran sondeo del cielo”.

Para entender la magnitud del avance basta una comparación. El campo de visión de algunos instrumentos del telescopio espacial James Webb Space Telescope es diminuto en comparación con el de 4MOST. Mientras Webb observa pequeñas regiones del cielo con enorme detalle, 4MOST está diseñado para cartografiar áreas gigantescas. Según Costantin, el instrumento puede analizar objetos repartidos en una región “unas veinte veces más grande que la Luna llena”.

La clave tecnológica del sistema reside en más de 2.400 fibras ópticas extremadamente precisas. Cada fibra se coloca exactamente de manera que recibe la luz de suna estrella o galaxia concreta y la conduce a un espectrógrafo que la descompone en sus distintos colores. A partir de ese “arcoíris” los astrónomos pueden averiguar la composición química, el movimiento o la distancia de cada objeto observado. “El reto tecnológico es enorme”, comenta Costantin. “Las fibras tienen que posicionarse con precisión de micras”.

El análisis espectroscópico permite descubrir mucho más de lo que una imagen normal revela. “Sabemos cómo son las líneas espectrales del oxígeno aquí en la Tierra”, explica el investigador. “Si observamos una galaxia lejana y vemos que esas líneas están desplazadas, podemos saber que esa galaxia se está alejando debido a la expansión del universo”.

La enorme cantidad de datos generados convierte a 4MOST en un proyecto profundamente colaborativo. Diversos consorcios científicos internacionales comparten el instrumento y optimizan conjuntamente cada observación para aprovechar al máximo las miles de fibras disponibles. “No es que primero se haga mi ciencia y luego la tuya”, dice Costantin. “Es una ciencia muy cooperativa para optimizar el rendimiento del instrumento al máximo”.

Durante los próximos cinco años, 4MOST recorrerá el cielo austral noche tras noche. El objetivo es construir un mapa gigantesco de estrellas y galaxias que permita estudiar desde la estructura de la Vía Láctea hasta la distribución de materia oscura en el cosmos.

Uno de los grandes intereses científicos del proyecto consiste en reconstruir la evolución del universo a gran escala. “Cuando tienes millones de galaxias y sabes dónde están distribuidas en el cielo, puedes estudiar cómo se agrupan y detectar estructuras cósmicas enormes”, señala Costantin. “Eso nos permite obtener información no solo sobre las galaxias, sino también sobre la materia oscura subyacente”.

El proyecto también se beneficiará enormemente de los datos obtenidos por Gaia, la misión espacial europea que ha cartografiado más de mil millones de estrellas de la Vía Láctea. Gaia proporciona posiciones y movimientos extremadamente precisos; 4MOST añade la información química y física que falta. “La astrofísica hoy no puede hacerse con un solo instrumento”, afirma Costantin. “Necesitamos complementar información de muchos telescopios diferentes”.

Además, todos los datos obtenidos estarán disponibles públicamente casi de inmediato. “La luz llega al telescopio y al día siguiente cualquiera puede tener los datos en su ordenador”, explica. El acceso abierto a cantidades masivas de información está impulsando también el uso creciente de inteligencia artificial en astronomía. “Cada noche llegan terabytes de datos”, recuerda Costantin. “No hay suficientes personas para analizarlos todos”.

Aunque 4MOST trabajará desde Chile y observará principalmente el hemisferio sur, existe un instrumento complementario en el hemisferio norte: WEAVE, instalado en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en Canarias. Ambos proyectos están diseñados para abrir una nueva era de la llamada “astrofísica estadística”, basada en el estudio simultáneo de millones de objetos celestes.

Para Luca Costantin, participar en este momento resulta especialmente emocionante. Tras años de preparación, los primeros datos científicos están a punto de llegar. “Cuando vi el primer espectro fue un momento muy bonito”, recuerda. “Después de tantos años de trabajo, dices: aquí estamos, podemos seguir adelante y ver todo lo que vamos a aprender”.

Os invitamos a escuchar a Luca Costantin, investigador Junior Leader de la Fundación “la Caixa” en el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA)

Referencias:

4MOST – Telescopio espectroscópico multiobjeto de 4 metros
Telescopio VISTA
Centro de Astrobiología