La increíble actividad del Observatorio Vera C. Rubin

Desde la cima de una montaña en Chile, bajo un cielo oscuro y despejado, el nuevo Observatorio Vera C. Rubin ha puesto en marcha la revolucionaria Investigación del Espacio-Tiempo como Legado para la Posteridad (LSST, por sus siglas en inglés). Esta investigación, que se extenderá durante diez años, es la iniciativa insignia del Observatorio Rubin para crear el registro más completo jamás realizado de un universo en constante cambio.

El Observatorio Vera C. Rubin, ubicado en Cerro Pachón, es una iniciativa conjunta de la Fundación Nacional de Ciencia de Estados Unidos (NSF) y la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE/SC). Lo gestionan el NOIRLab de la NSF y el Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC del DOE. NOIRLab es administrado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA).

Durante los próximos diez años, Rubin observará sin descanso todo el cielo austral cada pocas noches para crear un registro en cámara rápida (time-lapse) ultraamplio y de altísima definición del universo a través del tiempo. Este hito tan esperado es la culminación de años de esfuerzo por parte de miles de personas de todo el mundo. Llega tras la primera prueba de funcionamiento (la “Primera Luz”), realizada en junio de 2025, y después de completar los trabajos finales de puesta en servicio, una revisión de preparación para las operaciones y una serie de observaciones que han permitido descubrir en aproximadamente un mes y medio la espectacular cifra de más de once mil nuevos asteroides, incluyendo cientos de mundos situados a mayor distancia del Sol que Neptuno y 33 astros cuyas trayectorias les llevan a pasar muy cerca de la Tierra. A los cuerpos celestes de este último tipo se les denomina NEOs (por las siglas en inglés de Near-Earth Objects). Ninguno de estos 33 NEOs era conocido anteriormente.

Los datos sobre todos estos astros fueron confirmados por el Centro de Planetas Menores (MPC, por sus siglas en inglés) de la Unión Astronómica Internacional.

Estos resultados se obtuvieron utilizando datos de las primeras campañas de optimización de Rubin y ofrecen un poderoso anticipo del impacto transformador que Rubin tendrá en la exploración de nuestro sistema solar.

El envío de datos al MPC incluye aproximadamente un millón de observaciones realizadas a lo largo de un mes y medio. Estas corresponden a más de 11 000 nuevos asteroides y más de 80 000 asteroides ya conocidos, incluyendo algunos que se habían observado anteriormente pero que luego se “perdieron” porque sus órbitas eran demasiado inciertas para predecir sus posiciones futuras.

Los NEOs son pequeños asteroides y cometas cuya máxima aproximación al Sol es menor que 1,3 veces la distancia entre la Tierra y el Sol. Ninguno de los NEOs recién descubiertos representa una amenaza para la Tierra, y el más grande mide unos 500 metros. Los objetos de más de 140 metros se vigilan con especial atención, ya que podrían causar daños regionales significativos en caso de impacto. Se estima que hasta ahora solo se ha identificado alrededor del 40% de estos NEOs de tamaño intermedio.

Se espera que Rubin revele cerca muchos más NEOs adicionales, algunos de los cuales podrían ser potencialmente peligrosos. Gracias a su capacidad de detección temprana y el seguimiento continuo de estos objetos, Rubin será una herramienta clave para la defensa planetaria.

El conjunto de datos también contiene unos 380 mundos situados a mayor distancia del Sol que Neptuno. A estos astros se les denomina objetos transneptunianos (TNOs por sus siglas en inglés). Dos de los TNOs recién descubiertos (denominados provisionalmente 2025 LS2 y 2025 MX348) presentan órbitas extremadamente grandes y alargadas. En sus puntos más lejanos, estos objetos se encuentran aproximadamente 1.000 veces más lejos del Sol que la Tierra, lo que los sitúa entre los 30 cuerpos menores más lejanos que se conocen.

Estos descubrimientos han sido posibles gracias a la combinación única del Observatorio Rubin: un gran espejo, la cámara digital astronómica más potente del mundo y sistemas altamente sofisticados de gestión de datos, controlados por software y diseñados para detectar objetos tenues y de rápido movimiento en un cielo bastante dinámico. Rubin puede explorar el cielo austral con una sensibilidad aproximadamente seis veces mayor que la de la mayoría de las búsquedas de asteroides actuales, lo que le permite detectar objetos más pequeños y más lejanos que lo conseguido hasta ahora. Gracias a estas capacidades, Rubin podrá crear un censo más detallado que cualquier otro de los astros de nuestro sistema solar.

“La cadencia de observación única de Rubin requirió una arquitectura de software completamente nueva para el descubrimiento de asteroides”, explica Ari Heinze, de la Universidad de Washington, quien junto con Jacob Kurlander, estudiante de posgrado de la misma universidad, desarrolló el software que permitió detectarlos. “Lo construimos y funciona. Incluso con datos preliminares de calidad de ingeniería, Rubin descubrió 11 000 asteroides y midió órbitas más precisas para decenas de miles más. Todo indica que este observatorio revolucionará nuestro conocimiento del cinturón de asteroides”.

También resulta especialmente notable el rápido crecimiento de la población de TNOs conocidos. Los 380 nuevos candidatos descubiertos por Rubin en menos de dos meses se suman a los 5.000 descubiertos en las últimas tres décadas. Al igual que ocurre con los asteroides más cercanos, identificar estos TNOs dependió en gran medida del desarrollo de nuevos y sofisticados algoritmos.

“Buscar un TNO es como buscar una aguja en un pajar: entre millones de fuentes que parpadean en el cielo, enseñar a un computador a examinar miles de millones de combinaciones e identificar aquellas que podrían corresponder a mundos lejanos de nuestro sistema solar requirió enfoques algorítmicos completamente novedosos”, explica Matthew Holman, astrofísico del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica y exdirector del Centro de Planetas Menores, quien encabezó el trabajo en el proceso de descubrimiento de los TNOs.

“Objetos como estos ofrecen una ventana fascinante a los confines más remotos del sistema solar: pueden revelarnos cómo se movían los planetas en los inicios de la historia del sistema solar, hasta explorar la posibilidad de que exista, más allá, un noveno planeta grande aún desconocido”, afirma Kevin Napier, investigador del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, quien junto con Holman desarrolló los algoritmos para detectar objetos lejanos del sistema solar en los datos de Rubin.

Tras las pruebas de observación que tan productivas resultaron en cuanto a descubrimientos de asteroides, se han venido completando los preparativos finales durante las últimas semanas y ahora el Observatorio Rubin comienza a operar a pleno rendimiento, comenzando oficialmente su misión principal, la Investigación del Espacio-Tiempo como Legado para la Posteridad (o LSST).

“Esta misión redefinirá la cosmología y la astrofísica modernas. Gracias a su diseño e instrumentos de clase mundial, el Observatorio Rubin captará la naturaleza dinámica de nuestro cosmos y revelará perspectivas inimaginables sobre algunos de sus mayores misterios, desde nuestro propio sistema solar hasta la estructura misma del universo. Al tratar de comprender los enigmáticos fenómenos de la energía oscura y la materia oscura, no solo estamos observando las estrellas, sino que también buscamos comprender las leyes fundamentales que rigen nuestra existencia”, afirma Darío Gil, Subsecretario de Ciencia del Departamento de Energía de Estados Unidos.

Por su parte, Stuartt Corder, Director Científico de AURA en Chile y Subdirector de NOIRLab, destaca que “nos enorgullece dar inicio a esta nueva era de exploración científica y creo que los chilenos también deberían estarlo, ya que tienen en su país esta gran ventana al Universo. Además, con el Observatorio Rubin operando, Chile concentra más del 50% de los grandes telescopios ópticos terrestres del mundo”.

Uno de los panoramas cósmicos captado por el Observatorio Vera C. Rubin. (Foto: Vera C. Rubin Observatory)

El diseño único del Observatorio Rubin combina una enorme capacidad de captación de luz, la posibilidad de desplazarse rápidamente por el cielo y un amplio campo de visión. Su cámara de 3.200 megapíxeles (la cámara digital más grande del mundo) captura una nueva imagen del cielo aproximadamente cada 40 segundos. Gracias a esta combinación de velocidad y sensibilidad, Rubin funciona como un sistema unificado y perfectamente ajustado, capaz de detectar objetos tenues y fenómenos fugaces con una fiabilidad y consistencia extraordinarias cada noche.

Rubin revelará el universo en movimiento. Algunos procesos cósmicos se desarrollan lentamente, de forma impredecible o con una frecuencia increíblemente baja, por lo que es esencial llevar a cabo una investigación de al menos diez años. Al capturar cada punto del cielo unas 800 veces a lo largo de una década, Rubin proporcionará a la comunidad científica observaciones profundas realizadas a lo largo del tiempo, permitiendo descubrir fenómenos sutiles, detectar objetos en movimiento y estudiar la expansión acelerada del Universo. Esta capacidad abre la puerta a un tesoro de descubrimientos potenciales, incluyendo hallar pistas sobre la energía oscura y la materia oscura, dos de los principales misterios de la cosmología actual.

Rubin también ampliará las oportunidades para la astronomía de mensajeros múltiples, que consiste en el estudio de fenómenos cósmicos mediante múltiples señales, como la luz, las ondas gravitacionales y los rayos cósmicos. Las observaciones rápidas y ricas en color de objetos transitorios —como explosiones estelares, agujeros negros en fase de acreción activa y colisiones entre objetos compactos— permitirán a telescopios de todo el mundo realizar observaciones de seguimiento de estos eventos fugaces.

Cada noche, Rubin recopila aproximadamente diez terabytes de datos y genera hasta siete millones de alertas sobre cambios en el cielo nocturno. Estas alertas se transmiten a sistemas automatizados que ordenan y clasifican estos cambios para que los científicos puedan actuar con rapidez.

Cuando finalice la investigación LSST, el conjunto de datos final contendrá miles de millones de objetos con billones de mediciones, a los que se podrá acceder a través de publicaciones periódicas de datos.

El Observatorio Vera C. Rubin lleva el nombre de la astrónoma Vera Rubin, quien aportó las primeras pruebas convincentes de la existencia de la materia oscura. (Fuente: Vera C. Rubin Observatory / Carolina Vargas)