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Reportaje:

Hallazgos de la astronomía virtual

Las redes de telescopios en tierra y en órbita ayudan a explotar a fondo las observaciones del cielo

¿Cómo hacer descubrimientos en el cielo sin asomarse a un telescopio? No se trata sólo de una oferta para todos los estudiosos del universo, es también una necesidad de la astronomía actual, inundada por la avalancha de datos captados con telescopios en todo el mundo y difíciles de combinar. Las redes de ordenadores dan la solución.

Cada día, en decenas de observatorios astronómicos de todo el mundo, se recogen cantidades ingentes de datos, y su explotación efectiva se ha convertido en un serio problema para los científicos. Unos telescopios están en tierra, otros en el espacio, con distintas cámaras, observando en diferentes longitudes de onda... ¿como bucear en ese océano de información y encontrar todo lo que puede ser útil para la investigación? Además ¡Quién sabe lo que se puede descubrir cruzando la información de esos ricos archivos!

Desde que se jubilaron las cámaras tradicionales en los telescopios y se impusieron los detectores electrónicos (con dispositivos de carga acoplada, CCD), la información es digital y se almacena en ordenadores. El paso a dar es obvio: poner en común las bases de datos y explotar toda esa información astronómica. Un programa europeo (Astrophisical Virtual Observatory, AVO) y uno estadounidense (National Virtual Observatory, NVO) están probando ya sus prototipos, al tiempo que se va concretando un proyecto global (International Virtual Observatory Alliance). Varios países han lanzado sus observatorios virtuales, como el Astrogrid británico que explotará la potente tecnología informática Grid, y otros proyectos ponen en común la información de telescopios afines, como el europeo Opticon para infrarrojo y Radionet, de radio. Los resultados de la astronomía observacional virtual se hacen visibles en forma de descubrimientos.

En Europa está en marcha el proyecto AVO, financiado por la Comisión Europea

Los científicos que están trabajando con el prototipo del NVO han encontrado una enana marrón -una estrella tan pequeña que no es capaz de encenderse como las normales- al comparar millones de objetos astronómicos en dos bases de datos diferentes, según ha anunciado la Universidad Johns Hopkins (en Baltimore, EE UU). Los descubridores advierten que no se trata de un hallazgo descollante, puesto que ya se conocen dos centenares de estos objetos, pero sí es una excelente muestra de las capacidades potenciales de esta nueva forma de hacer astronomía.

"En principio esto no era más que una demostración de posibilidades. Sólo queríamos encontrar todas las enanas marrones que otros podían hallar", ha comentado Alex Szalay, director de proyecto NVO. "Era la primera vez que encendíamos los aparatos del observatorio virtual e inmediatamente se produjo un descubrimiento a partir de datos que eran públicamente accesibles desde hace al menos un año y medio".

La enana marrón emergió al combinar los archivos del Sloan Digital Sky Survey (SDSS) y el Two Micron all Sky Survey (2MASS). "Es difícil identificar las enanas marrones en una u otra de estas bases de datos, pero en cuanto las juntas, empiezan a aparecer", explica Roy Williams, investigador de Caltech (California). "La gente está haciendo este tipo de investigaciones sin el NVO", comenta Bob Hanisch, astrónomo del Instituto del Telescopio Espacial Hubble (en Baltimore) y jefe científico del observatorio virtual estadounidense. "Pero con el NVO todo es mucho más rápido y eficaz". En el programa, dotado con 10 millones de euros de la Fundación Nacional para la Ciencia durante cinco años, participan 17 centros de investigación de EE UU.

En realidad han surgido tres enanas marrones en este ensayo del sistema convertido en investigación, pero dos eran ya conocidas. Estos cuerpos son difíciles de detectar porque son pequeños (menos del 8% de la masa del Sol) y fríos, ya que su masa no es suficiente como para mantener en su interior las reacciones nucleares de las estrellas.

En la investigación virtual, los científicos del NVO rastrearon 15 millones de objetos astronómicos del SDSS y 160 millones del 2MASS, y encontraron 300.000 objetos en común muy probablemente coincidentes en la región del cielo que abarcan ambos archivos (aproximadamente un 0,4% del cielo nocturno). Con un cribado electrónico de los datos posterior, basado en las diferencias de brillo, salieron siete enanas marrones, que quedaron en tres tras los análisis de los científicos, y una de ellas no era conocida. "Fuimos estrechando el cerco desde decenas de millones de objetos hasta unos cuantos cientos de miles, hasta un puñado", comenta Szalay. Las enanas marrones se buscan entre el infrarrojo y la longitud de ondas más larga de la luz visible, por lo que cruzar los fondos del SDS (visible) y del 2MASS (infrarroja) era la estrategia óptima.

Rich Kron, astrónomo de la Universidad de Chicago y Fermilab, además de portavoz de SDSS destaca: "La combinación de observaciones del universo en diferentes longitudes de onda es más que la suma de sus partes". La cantidad de datos astronómicos lista para ser explotada es ya abrumadora. Hay catálogos o bases de datos de observaciones del universo en todas las longitudes de onda del espectro electromagnético, desde los rayos gamma hasta las radioondas, pasando por los rayos X, el ultravioleta, la luz visible y el infrarrojo.

Estas colecciones de información "contienen aproximadamente cien terabytes (un terabyte es igual a mil gigabytes) de datos, unas cinco veces más que la Biblioteca del Congreso estadounidense", informa The New York Times. Desafortunadamente, esta información no reside en un único lugar.

Un objetivo fundamental de los observatorios virtuales es poner toda esa información a disposición de los astrónomos, y que puedan acceder a ella y trabajar con los datos fácilmente, sin necesidad de ser experto en un tipo concreto u otro de cámara o una longitud de onda. Además, un software de búsqueda facilitará el acceso también a los aficionados.

En Europa está en marcha el proyecto AVO, financiado por la Comisión Europea con cinco millones de euros para tres años. "AVO proporcionará herramientas de software para permitir a los astrónomos acceder a los archivos de datos de diferentes longitudes de onda por Internet y, así, proporcionarles las capacidades para resolver cuestiones fundamentales acerca del Universo sondeando el cielo digital. Las búsquedas equivalentes en el cielo real sería, en comparación, mucho más largas y costosas", informa el Observatorio Europeo Austral (ESO), que lidera el consorcio de seis organismos astronómicos europeos, incluida la Agencia Europea del Espacio (ESA) y el Astrogrid británico.

A finales del pasado enero, se presentó el prototipo de software de AVO y los científicos hicieron una demostración de lo que sería un caso real de investigación: la comprensión de la formación de galaxias en las épocas más tempranas mediante el estudio de galaxias muy lejanas. Las seis organizaciones de AVO deben conectarse con el prototipo a finales de 2004 y la perspectiva es que todo el sistema esté plenamente operacional en 2007.

"Los astrónomos se han dado cuenta de que muchos de los secretos más profundos del universo se desvelan al combinar información obtenida en muchas longitudes de onda, para formar una imagen física consistente e integradora", explica el ESO. Pero los datos no se combinan fácilmente. Los nuevos observatorios virtuales no sólo deben poner la información cruzada a disposición de los astrónomos, sino que están concebidos para ayudarles a ver y descubrir. "Estamos inundados de información y hambrientos de conocimiento", recuerda el ESO que dijo una vez el bibliotecario de la Universidad de Yale (EE UU).

"Nuestro universo es un sitio increíblemente complejo: enormes distancias, escalas enormes de tiempo y muchos, muchos diferentes objetos, desde granos de polvo hasta enormes conjuntos de galaxias", dicen los astrónomos de AVO. "Necesitamos urgentemente herramientas que nos permitan dar sentido a la avalancha de datos, para evitar duplicaciones y para extraer una imagen lo más completa posible del universo". Mientras tanto, el proyecto IVOA ha celebrado varias reuniones y a ellas han asistido astrónomos españoles.

* Este artículo apareció en la edición impresa del Miércoles, 11 de junio de 2003