A project of the Dark Energy Survey collaboration



A Cosmic Murder Mystery



Image courtesy of the Space Telescope Science Institute.


“…would you believe it? … I stepped right into the middle of a baffling murder mystery and they put me to work…”

–Nick Charles (William Powell), The Thin Man


They say there are a million ways to die in the big city. Sometimes a body goes out quietly. Sometimes, it goes out with a bang.

Either way, it’s our jurisdiction, and we’re on the case.

I can tell you about one we just had. Actually, it’s more like a serial. About once a day, Earth-bound telescopes catch a glimpse of bright flashes coming from distant regions of the universe. Sometimes, if they got enough in them, we can even see the flash with our bare eyes. The Hubble Space Telescope caught one of these things going off (top image).

This bright flash – one last cry before a star shoves off this coil – tells us how it lived.


In this artist’s rendering, jets of high-energy radiation shoot out from a Gamma-ray burst, signaling the death of a massive star. (Image courtesy of NASA/Swift/Mary Pat Hrybyk-Keith and John Jones, via Wikipedia)

Before they die, stars teeter on a delicate balance between gravity and nuclear fusion. Gravity pulls the matter of the star inward – close enough for the atoms to fuse together. The fusion produces the light we see, and it pushes outward on the matter of the star.

But this detente can only last so long. Once a star runs out of nuclear “fuel,” gravity takes over, and fusion slows down. Then, in a few short cosmic moments – as long as you can hold your breath – the dying star gives up more energy than our sun will produce in all its 10 billion years of burning. One more blast, a final scream to let us know it once lived.

These momentary flares are Gamma-Ray Bursts (GRBs), the death throes of some massive stars. At the top of this case file, the series of images shows the afterglow of the GRB (lower middle) next to its host galaxy (center).

Why do these things depart so violently?

Well, it ain’t the colonel with the candlestick.

The biggest clue is the blast. Since we see GRBs from all the way across the universe, the energy released by a GRB must be enormous, more powerful than a supernova. We deduce that much of the star’s mass and energy are converted to light and other particles, like neutrinos, during its final moments. A sketch artist’s rendering shows these jets of energy shooting out from the center of the burst. The only way this could happen is if a whole star’s worth of matter gets pulled close to a black hole in just a few seconds.  

Now we know the perp (a black hole), and that its weapon is gravity. 

We’ve seen these types before. Now, we’re ready, we’re watching for it.

Our detectives developed the DESAlert system as a way to put out an APB to fellow astronomers. When a GRB is detected – for example, by the Swift satellite – DESAlert uses data automatically generated by Swift to find the GRB’s location on the sky.  DESAlert then looks within Dark Energy Survey data for observations in the same region of the sky.  

Massive stars that end with a burst rarely die alone: usually, they’re near or inside a galaxy. Our fellow detectives use information about its location to look for a GRB’s galactic accomplice amongst the line-up of nearby galaxies.


Adriano Poci (left) and Raymond Lam (right), students at Macquarie University in Sydney, Australia, were among the first Dark Energy Detectives to work on the case of the dying stars. They are two of the creators of the computer program that controls the DESAlert “galactic APB” system.

For the suspect galaxies in DES data, we have entire astrophysical profiles – shape, size, brightness, distance from Earth – ready for comparison: we share this data with other GRB detectives, who continue the search, trying to catch the bursters.

Dark Energy Detectives and their astronomer colleagues can learn even more about how stars form, how they gather together into galaxies, and how they change during their lifetime leading up to their spectacular fiery death.

They say there are a million ways to die in the big city. How many could there be in the dark reaches of the cosmos?






Det. Kyler Kuehn @kwkuehn  [Australian Astronomical Observatory]




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一个多月前,2月16号的早上,我们的最后一班观测员和托洛洛山美洲际天文台(Cerro Tololo Inter-American Observatory)说再见了。我们的第三个为期半年的观测段已经结束,再次开始得等到今年秋天。






我们最喜欢的是爱喜彗星(Comet Lovejoy)的意外捕获。 这次观测的照片已经被展示到了本页的最上方。它提醒我们,在我们远眺宇宙之巅之前,我们得先“小心”身边的天体!









在控制室的显示器上看到爱喜彗星的时候,我震惊了!(翻译: 大家都震惊了,腾讯图片
































































暗能量巡天的大气监测相机(Atmospheric Monitoring Camera)真是太神奇了。看它的时候我就想,这东西要是我(做)的就好了。(翻译:喂喂,那是我们小编的,我们小编做的!小编:是啊,这东西让我在山上待了无数个日月啊)



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在天文台观测,我最喜欢的东西有:看日落,结识新朋友,满满一保温壶的茶,名叫galletas de coco的椰丝饼干,和属于一个人的思考时间。(翻译:吃货+1)

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在拉· 塞罗娜(城市:La Serena)和托洛洛山上的时候,我很幸运地和很多天文台的员工成为了朋友:司机,厨师,还有望远镜的操作员们…… 现在每次回去,都有无数的微笑和击掌等着我。(翻译:所谓朋友多了路好走)


虽然造访这个天文台已经许多次了,但每次回到这里我却仿佛进入了一个新的世界:空气很干,太阳很毒,夜晚很黑。但只要一看到银河系在夜空璀璨,我就知道我又回家了。(翻译:嘻嘻, 我代表银河系欢迎你!)

有一次晚饭之后我们往山顶走,刚出门的时候,还是晴空万里,但还没走到望远镜,云朵就从脚下的山谷涌了上来, 淹没了整个山顶,日落也看不到了。事实上,我们连远在15米外的望远镜圆顶也看不见。(翻译:是时候腾云驾雾了……)






0.9米望远镜的控制室,从左到右有:克劳迪娅· 伯拉迪 (Claudia Belardi),玛尔瑟琳 (Marcelle), 张芷维(Chihway),凯瑟琳· 可拉达(Catherine Kaleida),佩儿· 艾米戈 (Pia Amigo),桑齐娅· 埃尔维斯 (Sanzia Alves),帕米拉· 索图 (Pamela Soto),布兰妮· 霍华德 (Brittany Howard)。









业余时间我想看铱卫星(Iridium communication satellites,www.heavens-above.com),但一连两个晚上都没找到。第三个晚上,我们刚刚默默许完愿,就在期待的方向看见了一个比金星还亮的亮点几秒钟之间迅速划过日暮。我记得当时我都开心的跳起来了。我那么兴奋主要是因为这验证了大家的预测。在历史上,人们曾经通过纯数学的方法预测了海王星的存在和它的轨道。与我的兴奋相比, 预测和发现了海王星的天文学家们得有多兴奋呐!(翻译:我也想看……小编:我看到过很多次,我下次教你怎么看吧)





这些就是来自我们观测员的故事。又一个观测段结束,我们得开始分析数据了。虽然我们非常热爱我们的数据分析工作,但我猜我们这批次的观测员心里其实都想有双魔法鞋子(翻译注:爱丽丝漫游记中的魔法鞋),敲敲脚跟就可以回到山顶 (要是真有双魔法鞋子就好了,到达智力的山顶我们就得先跋涉24个小时!)


这期博客的最后,我们想分享我们最后一批次的观测员和望远镜操作员之间的对话。这些操作员一年四季每个晚上(即使是圣诞假期)都会全程陪伴我们的观测员, 以确保各项工作顺利进行。





答:最后一天?!不会吧…… 但是你们会再回来的。你们总会回来的





吉姆· 安尼斯(Jim Annis),奥雷利奥· 罗塞尔(Aurelio Rosell), 罗斯· 克罗森(Ross Cawthon),张芷维(Chihway Chang),亚历克斯 · 朱立可-瓦格纳(Alex Drlica-Wagner),大卫· 格德斯(Dave Gerdes),拉维· 顾朴塔(Ravi Gupta),曼维埃尔· 赫尔南德斯(Manuel Hernandez), 史蒂夫· 肯特(Steve Kent),克莉丝汀娜· 克拉维奇(Christina Krawiec),鲍勃· 尼科尔(Bob Nichol), 布莱恩· 诺德 (Brian Nord),安德烈斯· 朴乐兹 (Andes Plazas),凯西· 罗茉(Kathy Romer),玛尔瑟琳· 索尔思-桑托丝(Marcelle Soares-Santos),道格拉斯· 塔柯(Douglas Tucker),张圆圆(Yuanyuan Zhang)




吉姆· 安尼斯(Jim Annis),罗斯· 克罗森(Ross Cawthon),凯思琳· 格拉伯斯基(Kathleen Grabowski),拉维· 顾朴塔(Ravi Gupta),克莉丝汀娜· 克拉维奇(Christina Krawiec), 詹妮弗· 马歇尔(Jennifer Marshall),安德烈斯· 朴乐兹 (Andes Plazas),凯西· 罗茉(Kathy Romer),玛尔瑟琳· 索尔思-桑托丝 (Marcelle Soares-Santos),道格拉斯· 塔柯(Douglas Tucker)


本期作者: 凯西· 罗茉,埃塞克斯大学(Kathy Romer, University of Essex)

爱喜彗星图片: 马蒂· 墨菲 (Marty Murphy),尼古拉· 库洛帕特金(Nikolay Kuropatkin),林奂(Huan Lin),布莱恩· 雅尼(Brian Yanny)

翻译:张Y(Y. Zhang)

翻译编辑:李T (T. Li)










Memórias das fronteiras do universo

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Há uma semana,  a última equipe de observação do Dark Energy Survey despediu-se do Observatório Inter-Americano Cerro Tololo (CTIO). Nosso terceiro ciclo de observações, que durou seis longos meses, acabou e não retornaremos à montanha até a primavera.

No passado, um astrônomo deixaria o cume com uma mala cheia de fitas de dados e diários de notas escritos à mão . No entanto, nesta era digital,  nossos 57 “plantonistas” do DES (membros das equipes de observação) levaram  apenas suas memórias e fotografias . Alguns deles generosamente compartilharam suas fotografias conosco para este  caso especial dos Detetives da Energia Escura.

Suas memórias incluem o usual (pôr do sol , clima, animais fofinhos, comida, e a beleza do céu noturno ) e o inesperado (meteoros, amizades, quebra de recordes de observação, e a força das mulheres) .

De todas as lembranças, a favorita foi a observação acidental do Cometa Lovejoy. Nós reproduzimos esta observação na imagem à esquerda. Isto nos lembra que antes de olharmos para além da nossa galáxia, nos confins do Universo, precisamos tomar cuidado com os objetos celestes que estão muito mais perto de casa!

As memórias variam de frases curtas para longos parágrafos .  Nós temos ordenado elas por tamanho para ajudar aqueles que tem apenas alguns minutos de sobra.


Os abacates na cantina do CTIO . Deliciosos!


Batendo quatro de cinco recordes de “melhor seeing” para o DES em uma noite.


O choque de ver uma observação acidental do Cometa Lovejoy aparecer na tela da sala de controle.



Ver a minha primeira raposa na montanha.










Encontrar um escorpião no meu calçado de manhã.












Passar a noite de Natal de 2014 na sala de controle do Blanco.











A primeira vez em que vi uma mamãe viscacha e seu filhote observando o por do sol da beira do precipício. Adorável!



























A câmera de monitoramento atmosférico do DES é incrível. Na primeira vez que a vi lembro de ter pensado “gostaria de ter construído isso!”










A aparente infinita variedade de biscoitos que são distribuídos todas as noites com o lanche noturno: toda vez é um mistério delicioso!

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Ter uma noite extra de observação para o DES porque terminamos de trocar a bomba de Nitrogênio Líquido um dia mais cedo do que o previsto.








Algumas das minhas coisas favoritas ao  ir observar no CTIO: assistir o pôr do sol, conhecer outros observadores, garrafas térmicas cheias de chá quente,  biscoitinhos de coco, e ficar sozinho com meus pensamentos.

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Olhando as estrelas, com o silêncio sendo quebrado apenas pelo movimento do domo do telescópio. Eu nunca mais vou olhar para o ceú nublado do mesmo jeito, sabendo o que está ali, logo atrás daquelas nuvens.


Tenho sorte de ter criado boas amizades com vários dos funcionários do CTIO em La Serena e na montanha: o motorista do táxi, os cozinheiros, os operadores do telescópio… Todas as vezes em que retorno é um festival de cumprimentos e sorrisos.


Eu já visitei o CTIO muitas vezes, mas toda vez que retorno sinto que estou entrando em um novo mundo: o ar seco, o brilho do sol, a escuridão da noite. Mas quando eu capturo com meus olhos as primeiras impressões da Via Láctea espalhadas pelo céu como em um globo de neve, me sinto em paz, me sinto em casa.


Uma noite, depois do jantar, subimos para o topo para começar a observar. O céu estava límpido quando saímos do refeitório, mas quando chegamos ao topo as nuvens subiram rapidamente do vale. As nuvens envolveram o topo e bloquearam o por do sol. Não conseguíamos ver o domo do telescópio a 15 metros de distância.




Na sala de controle do telescópio de  0.9m: a partit  esquerda: Claudia Belardi, Marcelle, Chihway, Catherine Kaleida, Pia Amigo, Sanzia Alves, Pamela Soto, Brittany Howard






                          Frequentemente temos turmas de observadores do DES compostas exclusivamente por mulheres, mas durante uma visita recente, todas as equipes em todos os telescópios eram compostas por mulheres.  Parece que o “Clube do Bolinha” é realmente uma coisa do passado.





 A primeira vez que eu botei meu pé fora do prédio do telescópio para olhar o céu noturno, vi o flash brilhante de um meteoro se desintegrando – era enorme e realmente fez um barulho crepitante como se a brasa de uma fogueira estivesse caindo do céu. Pensei que a Terceira Guerra Mundial tinha começado. Minha primeira reação foi correr de volta para o domo para proteger o telescópio!


Um dos grandes prazeres de  estar na montanha é encontrar outros astrônomos de todas as partes do mundo. Eu compartilhei várias vezes o refeitório com um grupo de Coreanos que estava trabalhando por várias semanas numa nova câmera. Algumas noites eles não apareciam para jantar e eu não entendia o porquê. Quando eles me convidaram para jantar no dormitório deles eu descobri o porquê: eles tinham trazido muita comida da Coréia , o suficiente para durar meses!


Por dois dias seguidos, antes de nosso turno de observação começar, tentamos sem sucesso visualizar os satélites Iridium (suas posições podem ser encontradas na página www.heavens-above.com). Na terceira noite, depois de alguns minutos de silêncio e expectativa, conseguimos ver um clarão mais brilhante que Vênus por alguns segundos na direção esperada da aparição. Lembro de ter pulado no ar e gritado “Issa!”. Foi emocionante verificar que a previsão era verdadeira. Comecei a pensar em exemplos históricos, tais como a previsão da existência e posição de Netuno usando apenas matemática. Não consigo imaginar a emoção que os astrônomos sentiram quando eles viram o planeta no lugar onde haviam previsto!


A lembrança mais forte que carrego comigo quando deixo a montanha é o lençol estrelado que me envolve lentamente quando estou do lado de fora do domo em uma noite sem Lua. No início, a escuridão reina absolutamente. Mas a medida que meus olhos se adaptam à escuridão, o brilho da estranha configuração (para quem vive no Hemisfério Norte) das estrelas do céu austral aparece com uma intensidade sem igual. No alto daquela montanha remota, com a Via-Láctea cobrindo a abóboda celeste de horizonte a horizonte e o Cruzeiro do Sul brilhando, o mundo dos humanos é reduzido a um pálido e distante brilho alaranjado. Nesse momento íntimo, me esqueço do cargo oficial que tenho que desempenhar ali – “Gerente das Observações” – e assumir o único cargo que me parece apropriado para um pequeno ser humano vivendo brevemente nesse vasto cosmos: “um participante embevecido”.




Então é isso pessoal. Outra temporada do DES chegou ao fim e nossa colaboração agora tem que transferir sua atenção das observações para a análise. Claro que nós amamos a parte da análise (é quando a diversão científica acontece), mas eu desconfio que a maioria de nossos observadores da segunda temporada gostariam de bater seus calcanhares e se transportar instantaneamente de volta para nossa amada montanha (e isso seria particularmente interessante, já que em geral se leva umas 24 horas pra se chegar lá!).

Nós gostaríamos de terminar com uma conversa que um dos últimos observadores da temporada teve com um dos operadores de telescópio no CTIO: os tel-ops ficam conosco observadores noite após noite ano afora (mesmo no Natal), para garantir que tudo corra bem:

P: Então, você trabalha muito com a turma do DES? 

R: Sim, eu trabalho com o pessoal do DES o tempo todo. Toda semana tem um novo time. Eu lembro de todos. Cada um deles é um pouco diferente. A mocinha do computador, aquela com o chapéuzinho, ela é a melhor.

P: Sabia que é a nossa última noite até Setembro?

R: A última noite?! Não… Jura? Mas eu tenho certeza que vocês vão voltar. Vocês sempre voltam.



Mensagens dos seguintes detetives que estavam de plantão:

Jim Annis, Aurelio Rosell, Ross Cawthon, Chihway Chang, Alex Drlica-Wagner, David Gerdes, Ravi Gupta, Manuel Hernandez, Steve Kent, Christina Krawiec, Bob Nichol, Brian Nord, Andres Plazas, Kathy Romer, Marcelle Soares-Santos, Douglas Tucker, Yuanyuan Zhang

Imagens dos seguintes detetives:

Jim Annis, Ross Cawthon, Chihway Chang,  Kathleen Grabowski, Ravi Gupta, Christina Krawiec, Jennifer Marshall, Andres Plazas, Kathy Romer, Marcelle Soares-Santos, Douglas Tucker

Escrito pela Det. Kathy Romer (U. Sussex)

Crédito da imagem do Lovejoy: Det.’s Marty Murphy, Nikolay Kuropatkin, Huan Lin, Brian Yanny (Fermilab)

Tradução:   Det. Flávia Sobreira e Det. Ricardo Ogando


Memories from the edge of the universe

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A week ago this morning, the last of the Dark Energy Survey observing teams bid farewell to the Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO). Our third, six-month long, season of observations is over, and we won’t return until the Fall.

In the past, an astronomer would leave the summit with a suitcase full of data tapes and hand-written logbooks. However, in this digital age, our 57 DES shifters (members of the observing teams) leave only with their memories and photographs. Some of the shifters have generously shared these with us for this special Dark Energy Detectives case log.

Their memories include the expected (sunsets, weather, cute animals, food, and the beauty of the night sky) and the unexpected (meteors, friendships, setting observing records, and girl power).

Our favorite of all was the accidental observation of Comet Lovejoy. We have featured this observation in this case file (image at left). It reminds us that before we can look out beyond our Galaxy to the far reaches of the Universe, we need to watch out for celestial objects that are much closer to home!



The memories range from short sentences to long paragraphs. We have ordered them by increasing length to help those of you with only a few minutes to spare.




The avocados at the CTIO canteen. Delicious!


Setting four out of a possible five “best seeing” records for DES one night.


The shock of seeing an accidental observation of Comet Lovejoy pop up on the display in the control room!



 Seeing my first fox on the mountain!    













Finding a scorpion in my shoe one morning.












Spending Christmas night 2014 in the Blanco control room.











My first glimpse of a momma viscacha and her baby watching the sunset from the edge of the cliff. Adorable!



























The DES atmospheric monitoring camera is amazing. I remember thinking “I wish I’d built this!” the first time I saw it.










The seemingly never ending variety of cookies that are supplied with the packed night lunch: it is a delicious mystery every time!

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Getting an extra night of observing for DES because we finished the Liquid Nitrogen pump replacement a day early.








Some of my favorite things about observing at CTIO include: watching the sunsets,; getting to know the other observers; thermoses full of hot tea; galletas de coco; and being alone with my thoughts.

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Looking up at the stars, with the silence only broken by the movement of the telescope dome. I’ll never look at the sky on a cloudy day the same way again, knowing what’s right there, just behind them.


I feel lucky to have become good friends with many of the CTIO staff in La Serena and on the mountain: the taxi driver, the cooks, the telescope operators…. Every time I go back, there are so many high-fives and smiles.


I’ve visited CTIO many times, but every time I return I feel like I am entering a new world: The dryness of the air, the brightness of the sun, the darkness of the night. But once I’ve caught my first glimpse of Milky Way plastered across the sky like a snow globe, at feel at peace, I feel like I’m home.


After dinner one evening, we headed up toward the summit to begin observing. It was clear when we set out, but by the time we got there, clouds had risen rapidly from the valley below. The clouds enveloped the summit and blocked out the sunset. We couldn’t even see the telescope dome 50 feet in front of us.




In the 0.9m control room: from the left: Claudia Belardi, Marcelle, Chihway, Catherine Kaleida, Pia Amigo, Sanzia Alves, Pamela Soto, Brittany Howard






   We often have all-women observing crews observing for DES, but during my recent visit, there were all-women crews at all Tololo telescopes at once. Looks like the “old boys club” is truly becoming a thing of the past!







The very first time that I stepped out of the observatory to look at the night sky, I saw the bright flash of a meteor breaking up – it was huge and actually made a crackling sound as the embers fell from the sky. I thought the Third World War had started. My immediate reaction was to run back to the dome to protect the telescope!


One of the pleasures of being at the mountain is meeting other astronomers from around the world. I ate several times with a group of Koreans that had been working on a big new camera for several weeks. Some nights I wouldn’t see them at dinner, and I wondered why.  When they invited me to have dinner with them at their guest house, I found out why: they had brought enough food from Korea to last for months!


For two days in a row, before our observing shift began, tried without success to catch sight of Iridium communication satellites (their positions can be found from this webpage www.heavens-above.com). One the third night, after some moments of silent expectation, we saw a spot brighter than Venus come into the twilight sky for a few seconds in the direction we were expecting it to be. I remember that I jumped in the air and yelled ‘wooho!’. I was so excited to know the prediction was true. It made me think of historical examples, such as the prediction of the existence and position of Neptune using only mathematics. I can’t imagine the excitement astronomers felt when they actually saw the planet in the place he predicted!


What stays with me the most, when I leave the beautiful mountain, is the memory of the starry blanket that slowly envelops me when I step outside the dome on a moonless night. At first, the blackness is nearly absolute. But as my eyes adapt to the darkness, the brilliant and strange stars of the southern sky come into view with an intensity unmatched at home. High on that remote mountaintop, with the Milky Way arching overhead from horizon to horizon and the Southern Cross shining brightly, the human world is reduced to a dim orange glow off in the distance. In this private moment, I forget the official role that brought me there—“Observing Shift Run Manager”—and take on the only role that seems appropriate for one small human being living his brief moment in this vast cosmos: “awestruck participant.” 




So, there you have it folks. Another DES season is over and our collaboration must now turn its attention from observations to analysis. Of course we love the analysis part (that when the fun science gets done), but I suspect most of our Season 2 DES shifters still wish they could click their heels together and be instantly transported back at our beloved mountain (and that would be especially nice, since it usually takes at least 24 hours to get there!)

We’d like to end with a conversation that one the final shifters of the season had with one of the CTIO telescope operating engineers: the tel-ops staff stay with us observers night after night throughout the year (even on Christmas Day), to make sure everything runs smoothly:

Q: So, do you work with DES folks a lot? 

A: Yes, I work with DES people all the time. Every week there is a new team. I remember everyone. They are all a little different. The computer lady, the one with the hat, she is the best.

Q: Did you know it is our last night until September?

A: The last night?! No… Seriously? But I am sure you guys will be back. You always come back



Quotes from the following detectives who were on shift:

Jim Annis, Aurelio Rosell, Ross Cawthon, Chihway Chang, Alex Drlica-Wagner, David Gerdes, Ravi Gupta, Manuel Hernandez, Steve Kent, Christina Krawiec, Bob Nichol, Brian Nord, Andres Plazas, Kathy Romer, Marcelle Soares-Santos, Douglas Tucker, Yuanyuan Zhang

Pictures from the following detectives:

Jim Annis, Ross Cawthon, Chihway Chang,  Kathleen Grabowski, Ravi Gupta, Christina Krawiec, Jennifer Marshall, Andres Plazas, Kathy Romer, Marcelle Soares-Santos, Douglas Tucker

Post written by Det. Kathy Romer (U. Sussex)

Loveyjoy image credit: Det.’s Marty Murphy, Nikolay Kuropatkin, Huan Lin, Brian Yanny (Fermilab)









Lo mejor de lo mejor



Teniente segundo, Jake Jenson. West Point. Graduado con honores. ¡Estamos aquí porque está buscando a los mejores entre los mejores de los mejores, señor! — Men in Black


Los mejores cielos proporcionan las mejores imágenes y nos dan las mejores pistas acerca de la expansión cósmica.

Si navegas entre los archivos de los detectives de la energía oscura, verás imágenes preciosas de galaxias, tomadas con la Cámara de la Energía Oscura (DECam). A pesar de su variedad en formas, colores  y tamaños, todas estas galaxias tienen algo en común: se alejan de nuestra Vía Láctea a toda velocidad, alcanzando decenas, cientos de millones de kilómetros por hora. El Universo se expande, algo que sabemos desde hace más de 90 años.

Si pudiéramos registrar las velocidades de estas galaxias a lo largo del tiempo, ¿qué encontraríamos? ¿Sería la misma, estaría aumentando o quizás disminuyendo? Dado que la gravedad de la Vía Láctea las atrae, Isaac Newton nos hubiera dicho que la expansión se iría ralentizando con el tiempo, al igual que si tiramos una manzana al aire se va frenando (y al final cae) debido a la atracción gravitatoria de la Tierra. Pero Isaac se hubiera equivocado: las galaxias se están acelerando, en lugar de frenarse. Esto es un hecho que sabemos desde hace tan sólo 17 años. Los trescientos detectives del Dark Energy Survey (DES) se han embarcado en una misión de cinco años para entender qué está pasando. Durante la misma, realizarán la mayor exploración del cosmos jamás realizada.

Estos objetivos son espectaculares y de gran calado, pero en el fondo lo que hace el proyecto DES es hacer fotos. Y muchas. En una noche típica, los detectives de la energía oscura toman 250 fotos del cielo. Tras cinco años, tendremos más de 80000 fotos en nuestro álbum. Por  cada instantánea, el obturador de la cámara se abre durante aproximadamente minuto y medio para acumular suficiente luz de las galaxias más lejanas. En cada imagen puede haber unas 80000 galaxias. Cuando las juntemos todas, y teniendo en cuenta que fotografiaremos cada zona del cielo unas cincuenta veces, tendremos unos 200 millones de galaxias.

Una de las maneras con las que podremos aprender más sobre la energía oscura, la misteriosa causa de la aceleración, es midiendo con gran precisión las formas de esos 200 millones de galaxias y comparándolas entre sí. Imagínate que hiciéramos fotos a 200 millones de personas para estudiar la diversidad de la especie humana (lo que sería una foto por cada 35 personas). Para tener la mejor información posible, nos gustaría tener a un fotógrafo profesional tomando las fotos en buenas condiciones  y lo más parecidas posibles entre sí: buena iluminación, enfoque, que no se muevan ni la cámara ni el sujeto fotografiado durante la toma, etc. Pero es inevitable que unas vayan a salir mejor que otras, simplemente por las circunstancias en las que se han tomado, que varíen de un momento a otro. En algunas, el sujeto estará algo borroso, en otras, quizás la iluminación sea excesiva o insuficiente.

En el Dark Energy Survey, intentamos conseguir las mejores imágenes posibles de estos 200 millones de galaxias. Como fotógrafos profesionales del cielo nocturno (es decir, astrónomos), usamos el mejor instrumental disponible: la Cámara de la Energía Oscura DECam, que construimos nosotros mismos. Es una cámara de 570 megapíxeles, con cinco lentes enormes. Consta de un sofisticado sistema de auto-enfoque, para conseguir las imágenes más nítidas posibles.

En cambio no nos hace falta flash, ya que las galaxias lucen con la luz de millones de soles.

Pero la naturaleza no siempre coopera a la hora de conseguir buenas fotografías, al igual que a veces los sujetos fotografiados tampoco. La Cámara de la Energía Oscura está montada en el telescopio Blanco, localizado en Cerro Tololo en los Andes chilenos. Este emplazamiento proporciona generalmente noches muy claras, pero de vez en cuando las nubes hacen acto de presencia. Además, la turbulencia de la atmósfera distorsiona las imágenes de estrellas y galaxias (por eso vemos las estrellas parpadear), incluso con un buen enfoque. La cámara toma sus fotos con la luz reflejada en un enorme espejo de cuatro metros de diámetro y 15 toneladas. Si un frente de aire frío enfría la cúpula del telescopio, el espejo irradia calor hacia dicha cúpula, lo que perjudica la calidad de la imagen. Las mejores imágenes son las tomadas directamente hacia arriba, verticalmente. Si tenemos que inclinar un poco el telescopio, la luz de las galaxias debe atravesar una fracción de atmósfera mayor. Pero queremos observar buena parte del Universo, con lo que no nos podemos conformar con dejar el telescopio apuntando hacia arriba únicamente.  También el viento puede colarse y mover ligeramente la estructura del telescopio, una vez más enturbiando nuestras fotos. Y además, mientras tanto, la Tierra sigue girando, y el gigantesco telescopio debe compensar suavemente el movimiento del cielo que es consecuencia de esta rotación (o si no, lo adivinaste, se enturbiará la imagen).

Por esta y muchas otras razones, la calidad de las imágenes de DES varía. Algunas noches, una combinación de circunstancias confluyen en unas imágenes estupendas. Otras, en cambio, nos dan fotos algo más borrosas de lo que quisiéramos, haciendo más difícil medir la forma de las galaxias. Si la foto es demasiado mala, no la incluimos en nuestro álbum. Ya volveremos otra noche a ese punto del cielo a tomar otra mejor. Hasta ahora, un 80% de las fotos han tenido la calidad suficiente para engrosar nuestra colección.

Durante la mayor parte de nuestra temporada de observación, tenemos a tres detectives operando la cámara. Cada uno de ellos permanece allí durante una semana, y en el transcurso de una temporada, unos 50 detectives distintos hacen turnos en la montaña. Durante la noche del 27 de enero de 2015, me encontraba realizando mi turno en el telescopio, junto a mis compañeros detectivescos Yuanyuan Zhang de la Universidad de Michigan y Andrew Nadolski, de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign. Esa noche, Andrew estaba manejando la cámara, yo me encontraba verificando la calidad de las imágenes, mientras que Yuanyuan hacía de jefa de observaciones.

Las condiciones de esa noche eran extraordinarias. Aunque había algo de humedad, la atmósfera era extremadamente estable. Tomábamos imágenes usando filtros que dejaban pasar únicamente la luz roja o infrarroja. La razón de esto es porque, al estar la luna en el cielo esa noche y dado que su luz es muy “azul”, con estos filtros podemos bloquear su brillo, de manera que podemos observar las galaxias rojas contra el oscuro fondo nocturno. En la famosa foto “Monolith, the Face of the Half Dome”, tomada en el Parque Nacional de Yosemite, Ansel Adams utiliza un filtro rojo para oscurecer el cielo azul diurno, creando un efecto espectacular.

A las 00:28 hora local, tomamos la foto número 403841, usando un filtro en el infrarrojo cercano llamado “banda z”. Esta banda del espectro electromagnético es tan roja, que se encuentra más allá del rango perceptible por el ojo humano. Pero las cámaras digitales, y en particular nuestra DECam, son muy sensibles a esta luz infrarroja. Los ordenadores en el telescopio analizan cada imagen inmediatamente después de tomarla y muestran los resultados en un conjunto de monitores, de manera que podemos determinar si pueden pasar a formar parte de nuestro álbum cósmico. Cuando los monitores mostraron la foto 403841, la pantalla indicaba que estábamos ante una extraordinaria nitidez de imagen. Un análisis más detallado mostró que, de las 35000 fotos que habíamos tomado hasta entonces durante dos años, sin duda era la más nítida.

De hecho era tan nítida, que la luz de cada estrella se dispersaba tan sólo 0.6 segundos de arco (0.00017 grados). Para que os hagáis una idea, ése es el tamaño aparente de un cráter de 1 km de diámetro en la luna, visto desde la Tierra. O el tamaño de un pelo a 30 metros de distancia.

Arriba, mostramos una pequeña sección de esta foto, usando colores falso, con una gran galaxia espiral más un conjunto numeroso de galaxias más pequeñas y débiles, junto con unas pocas estrellas de nuestra propia Vía Láctea. La luz de la estrella rodeada con un círculo rojo se ve dispersada en tan sólo 0.6 segundos de arco. Aunque no es tan bonita como otras imágenes que habréis visto en estos archivos, lo que es cierto es que ésta se parece más a una imagen sin procesar, tal cual sale de la cámara. Estas imágenes “en bruto” se envían para su procesado al National Center for Supercomputing Applications en Urbana-Champaign en Estados Unidos, para ser procesadas y prepadas para el análisis científico por parte de nuestros detectives.

En DES, tenemos un listado de récords, que incluye las imágenes más nítidas que se han tomado en cada uno de los cinco filtros. Nuestra amiga 403841 aparece orgullosa en la lista: la mejor de las mejores. Pero lo mejor de los récords es que están ahí para ser batidos.


Det. Josh Frieman [Fermilab y Universidad de Chicago]


NB: echa un vistazo al Reddit AMA del viernes 30, donde discutimos las pruebas y evidencias para la materia oscura y la energía oscura (https://www.reddit.com/r/science/comments/2u6yxp/science_ama_series_im_dr_josh_frieman_director_of/).