Por Iván Lacerna, investigador postdoctoral MAS AIUC 

El proyecto internacional Sondeo Digital del Cielo de Sloan (SDSS por sus siglas en inglés) ha creado los más detallados mapas 3D del Universo, con imágenes en distintos colores de un tercio de todo el cielo, y espectros para más de 3 millones de objetos astronómicos en los últimos 20 años. Estos datos se han usado en el estudio de distintas áreas de la astronomía, incluyendo asteroides y pequeños cuerpos del Sistema Solar, estructura y poblaciones estelares de la Via Láctea, propiedades de galaxias, objetos transientes como supernovas, y trabajos relacionados con materia oscura y energía oscura del Universo. El gran número de publicaciones científicas usando estos datos, junto con el número de citas de estas publicaciones, lo han convertido en uno de los sondeos más exitosos en la historia de la astronomía.

SDSS nació con el ambicioso objetivo de observar el cielo repetidamente usando un telescopio de 2,5 metros de diámetro dedicado exclusivamente para ello ubicado en el Observatorio de Apache Point en Nuevo México, Estados Unidos. 

Han existido cuatro etapas desde el comienzo de las operaciones de SDSS en el año 1998. En cada etapa han existido diversos programas o sondeos usando diferentes instrumentos. En este trabajo (http://adsabs.harvard.edu/abs/2017AJ….154…28B) presentamos las características de la cuarta etapa del proyecto (SDSS IV), en el cual la astronomía chilena está por primera vez involucrada directamente.

SDSS IV comenzó en 2014 y se espera que concluya en 2020. Por primera vez se ha logrado el hito que uno de los programas de SDSS, el Experimento 2 de Evolución Galáctica del Observatorio Apache Point (APOGEE-2 por sus siglas en inglés), utilice un segundo telescopio ubicado en el hemisferio sur: el du Pont de 2,5 metros de diámetro en el Observatorio Las Campanas en el límite entre las regiones de Atacama y Coquimbo en Chile.

APOGEE-2 consiste de dos espectrógrafos, que son instrumentos que permiten descomponer la luz en diferentes longitudes de onda, obteniendo lo que se conoce como un espectro de la luz. A modo de ejemplo, el arcoiris es un espectro de la luz visible del Sol. Con los espectros podemos identificar la composición química de un objeto astronómico y también estimar su distancia. Hay un espectrógrafo de APOGEE-2 instalado en cada hemisferio con los que se obtendrán espectros para miles de estrellas de la Vía Láctea que nos permitirán comprender la historia de formación de nuestra galaxia. La razón por la cual se construyó un instrumento gemelo al usado en el hemisferio norte, y que fue instalado en Chile a comienzos de este año, es que desde esta parte del planeta se pueden observar regiones del centro de nuesta galaxia, llamada bulbo, que son imposibles de observar desde el hemisferio norte. Además, solamente desde este hemisferio se pueden observar las Nubes de Magallanes que son dos galaxias satélites a la nuestra. Observar las estrellas de las galaxias más cercanas a la Vía Láctea nos entregan información muy valiosa sobre la formación de estrellas en general y la evolución de nuestra propia galaxia.

Estos trabajos, sin embargo, enfrentan varios desafíos. Por ejemplo, la mayoría de las estrellas y polvo de la Vía Láctea están confinados al bulbo. Por lo tanto, estudiar la región central es difícil debido a la combinación de aglomeración de estrellas y absorción de la luz visible por el polvo interestelar. Por tal motivo, los espectrógrafos de APOGEE-2 observan longitudes de onda infrarrojas, que son mucho menos afectadas por el polvo. En otras palabras, usando el infrarrojo podemos ver a través del polvo. Además, se ha realizado un trabajo de 2 años para actualizar el telescopio du Pont a los requerimientos técnicos del nuevo instrumento. Las observaciones de APOGEE-2 desde Chile comenzaron en abril de 2017 y está previsto que finalicen en 2020.

Desde sus comienzos, SDSS ha estado formado por diversas instituciones alrededor del mundo. Ahora que en esta cuarta etapa las operaciones de APOGEE-2 se realizan en Chile, la comunidad chilena se ha integrado a SDSS IV a través del Grupo de Participación Chileno. Varios investigadores y estudiantes de diferentes instituciones del país están ligados a SDSS IV ya sea como observadores o en diferentes aspectos de las operaciones de APOGEE-2, y también en la investigación usando los datos de los diferentes programas como APOGEE-2 con el que se obtendrán espectros de unas 400 mil estrellas, MaNGA que consiste en el mapeo más grande de galaxias usando espectroscopia de campo integral, y eBOSS con el cual se hacen mediciones cosmológicas de materia oscura y energía oscura.

Una de las características de SDSS es que los datos obtenidos se hacen públicos anualmente. El último de ellos es el Lanzamiento de Datos 14 (http://adsabs.harvard.edu/abs/2017arXiv170709322A). Se espera que los datos obtenidos desde Chile sean públicos a partir de 2019.

“Primera luz” de APOGEE-2 operado desde Chile. Se observó la región 30 Doradus en la Gran Nube de Magallanes. El gran círculo blanco muestra la región donde se observaron unas 300 estrellas simultáneamente (marcadas con círculos de colores). Se muestran los espectros obtenidos de cuatro estrellas a modo de ejemplo.

 

APOGEE-2 consiste de dos espectrógrafos gemelos ubicados en cada hemisferio. El instrumento del norte está instalado en el telescopio Sloan en Nuevo Mexico, Estados Unidos. En el sur, el instrumento se encuentra en el telescopio du Pont del Observatorio La Campanas, Chile. Con observaciones de ambos hemisferios se puede ver completamente la Vía Láctea.