Se trata del Observatorio Vera C. Rubin que revolucionará el estudio del universo; entre los líderes del equipo mexicano están Octavio Valenzuela y Rosa Amelia González, de los institutos de Astronomía y el de Radioastronomía y Astrofísica, respectivamente.
“Toda esa información (datos crudos e intermedios) será compartida, preservada y analizada gracias a la red de datos”.
Cada tres días se podrán observar unas 20 mil millones de galaxias y 17 mil millones de estrellas. “Imagínense clasificarlas, es imposible hacerlo una por una”, mencionó.
Lograr lo anterior requiere de técnicas automatizadas, así como de científicos y astrónomos especializados en ciencia de datos e inteligencia artificial. Después de 10 años de trabajo se habrán generado unos 500 mil terabytes de datos, y la mayoría de los astrónomos que efectúen hallazgos basándose en la información astronómica recopilada nunca habrán visitado el telescopio. Además, reduce la necesidad de equipos caros, en algunos casos sólo un navegador de internet y buena conectividad serán necesarios.
¿Qué se aprenderá al observar y estudiar millones de cambios en el cielo nocturno durante 10 años?
En palabras de Rosa Amelia González, “quizá las contribuciones más espectaculares del Rubin se darán en el descubrimiento de objetos transientes y variables; además de los cuásares y supernovas con efecto de lente, otras de tipos raros, tanto contrapartes ópticas de eventos productores de ondas gravitacionales (kilonovas, fusiones de agujeros negros), como de explosiones de rayos gamma de larga duración.
Por su cadencia, profundidad y enorme campo visual (9 grados cuadrados), también es altamente probable que haga posible la identificación de nuevos fenómenos astrofísicos. Y, por último, la formidable cantidad de datos propiciará avances en aprendizaje de máquinas y ciencia ciudadana”, apuntó.
“La comunidad astronómica mexicana ha estado involucrada con el Observatorio Vera C. Rubin desde la fase temprana de las colaboraciones científicas, a principios de la década de 2010. Actualmente, sus miembros participan con contribuciones en especie en DESC (cosmología); lentes fuertes; galaxias; estrellas, Vía Láctea y volumen local; IDAC (cómputo)”, subrayó Rosa Amelia González.
El equipo mexicano está desarrollando software para la explotación científica y, además, contribuye con la implementación y operación de un centro de datos que estará ubicado en el Laboratorio de Modelos y Datos de la UNAM.
Dicha aportación permite al país integrarse sin necesidad de hacer aportaciones monetarias de forma directa. Los proyectos de contribución en especie se ubican en las colaboraciones de lentes gravitacionales fuertes incluyendo métricas de calidad de imagen, limpieza de imágenes con lente gravitacional, coordinado por Alma González.
Asimismo, cosmología, incluyendo estimación de corrimiento al rojo de galaxias (Josué de Santiago); inferencia de parámetros cosmológicos (José Alberto Vázquez); acumulamiento de galaxias y lente gravitacional débil (Alejandro Avilés); estructura de bajo brillo superficial y morfología de galaxias (José Antonio Vázquez): cúmulos estelares y estrellas variables en la Vía Láctea (Ángeles Pérez); fuentes transitorias e imágenes anómalas (Juan Carlos Cuevas); así como un centro de datos para apoyar a las colaboraciones científicas de LSST y a la comunidad mexicana (Octavio Valenzuela).
LSST-MX ha comenzado a desarrollar proyectos para preparar la explotación científica de los datos de LSST. Éstos cubren lentes gravitacionales, los cuales son un fenómeno que permite observar objetos extremadamente lejanos gracias a la distorsión de la luz causada por cuerpos masivos en el universo, además de determinar su masa, estructura y distancia.
Actualmente se conocen unos 2 mil lentes de este tipo, pero con el Vera C. Rubin se espera detectar cientos de miles, incluso hasta un millón. Buscar lentes gravitacionales es como encontrar una aguja en un pajar. Para abordar este reto, estudiantes e investigadores posdoctorales están desarrollando herramientas de inteligencia artificial que permitan: detectar y clasificar lentes gravitacionales usando algoritmos de inteligencia artificial entrenados con imágenes reales y sintéticas; resolver ecuaciones complejas para determinar la masa y estructura de las galaxias que actúan como lentes; detectar anomalías que revelan la presencia de materia oscura (principal componente de galaxias y cúmulos).
Además, en el equipo mexicano, investigadores y estudiantes del Instituto de Investigaciones en Matemáticas Aplicadas y en Sistemas (IIMAS) de la UNAM trabajan con astrónomos en proyectos para inferir la distancia a galaxias lejanas a través del análisis de imágenes en colores distintos.
Ese método permitirá generar mapas tridimensionales aproximados del universo sin necesidad de espectroscopía, una técnica más precisa, pero que resulta inviable para los más de 20 mil millones de galaxias que observará el telescopio.
