Calor Alto recoge muestras 3D de 100 galaxias del “universo vacío”

En 2020, el comité científico asesor del observatorio de Calar Alto seleccionó tres grandes programas observacionales por realizar con el telescopio de 3,5 metros, el más grande del continente europeo. Se trataba de ofrecer cientos de noches de observación para completar proyectos ambiciosos buscando responder a grandes preguntas de la astrofísica moderna, como son la omnipresencia de planetas y la posibilidad de que sean habitables, alrededor de otras estrellas enanas (proyectos KOBE y CARMENES-LEGACY +), así como la formación y evolución de las galaxias de por sí solas en el universo (proyecto CAVITY).

CAVITY, por su acrónimo en inglés (Calar Alto Void Integral-field Treasury surveY), se dedica a observar en detalles cientos de galaxias localizadas en las zonas menos densas del universo local, es decir, menos pobladas en otras galaxias. Las galaxias son grandes concentraciones de estrellas y suelen estar rodeadas, a unos millones de años-luz, por otras galaxias en la distribución “esponjosa” a gran escala en el universo, tanto de la materia visible como de la invisible heredadas del Big Bang.

Las galaxias no se encuentran distribuidas aleatoriamente en el universo, sino que forman una estructura con filamentos en forma de esponja, siguiendo la distribución de materia oscura. Eso da lugar a grandes cúmulos de galaxias en las que la densidad es tal que las interacciones y los choques entre galaxias son frecuentes. También se encuentran regiones, las “burbujas” de la esponja, en cuyo interior no hay apenas masa y que presentan un entorno más pristino, libre de las grandes interacciones de los cúmulos.

Esos vacíos cósmicos, hasta ahora poco estudiados, representan sin embargo el entorno idóneo donde se puede entender mejor cómo evolucionan de por sí solas las galaxias, hasta facilitar la comprensión de su formación, que son dos de las grandes preguntas de la cosmología. CAVITY es un proyecto pionero que busca entender el papel de la estructura a gran escala del universo en la formación y evolución de las galaxias, estudiando en detalle los sistemas que habitan estos vacíos cósmicos.

La fuente esencial de datos del proyecto CAVITY viene del observatorio de Calar Alto, que está obteniendo miles de espectros bidimensionales del instrumento PMAS del telescopio de 3.5 metros, además de datos provenientes de otras grandes infraestructuras astronómicas. PMAS es un gran espectrógrafo de campo integral, desarrollado hace 20 años en el Instituto de Astrofísica de Potsdam y todavía muy competitivo gracias a su amplio campo que permite estudiar en detalles las galaxias del universo local, desde su centro hasta su periferia: en una sola exposición, se toman espectros cubriendo todo el rango visible de más de 300 regiones de una galaxia.

Ya se han completado con éxito las observaciones PMAS de más de un centenar de galaxias de vacío para CAVITY. “El objetivo final es el de lograr variados y cruciales datos sin precedentes para 400 galaxias en vacíos cósmicos”, explica Isabel Pérez Martín, catedrática del Departamento de Física Teórica y del Cosmos de la Universidad de Granada que lidera este proyecto. CAVITY involucra a 50 investigadores de 13 instituciones nacionales e internacionales. El 15 de julio del 2024, CAVITY realizó su primera liberación de datos, poniendo a disposición de toda la comunidad científica los espectros bidimensionales de una primera muestra de 100 galaxias observadas en el telescopio de 3.5 m con PMAS, datos listos para su uso inmediato.

“Esta información permite cubrir un gran rango de propiedades de las galaxias, entre las que destacamos brillos, colores, masas y morfología”, explica la catedrática de la UGR, Isabel Pérez. El acceso a la base de datos está disponible en la página web del proyecto, lo que fomenta la colaboración e intercambio de conocimientos entre investigadores, aunque su carácter de legado va más allá de los profesionales, y cualquier persona interesada podrá acceder a los datos.

Jesús Aceituno, director del observatorio, resalta que “esa primera liberación pública de datos de CAVITY, uno de los tres grandes programas de legados en curso en Calar Alto, muestra una vez más el compromiso del Centro Astronómico Hispano en Andalucía con la comunidad científica nacional e internacional, ofreciendo cientos noches de observación a grandes proyectos observacionales, cosa imposible de realizar en otros observatorios disponiendo de mayores telescopios”.