Lo que todos los radiotelescopios tardaron décadas en descubrir, una nueva red de 1,650 antenas podría encontrarlo en un solo día: así busca revelar 1,000 millones de señales del universo

Durante décadas, los radiotelescopios de todo el mundo han detectado alrededor de 20 millones de fuentes de radio en el universo. Una nueva instalación científica espera encontrar una cantidad similar durante su primer día de funcionamiento.

Esa es la escala del Deep Synoptic Array (DSA), un proyecto liderado por el Instituto Tecnológico de California (Caltech) que reunirá 1,650 antenas parabólicas para observar el cielo a una velocidad que hasta ahora no ha sido posible.

La red se construirá en un valle remoto de Nevada, donde cada antena tendrá poco más de seis metros de diámetro. El objetivo es terminar la instalación en 2029 y comenzar después una exploración capaz de transformar la cantidad de información disponible sobre el universo.

La información fue publicada originalmente por Clarín, con base en los detalles difundidos por Caltech. Los responsables del proyecto calculan que, al terminar su primera exploración, el DSA podría haber descubierto cerca de 1,000 millones de nuevas fuentes de ondas de radio.

¿Cómo puede encontrar en un día lo que tomó décadas descubrir?

El dato que permite entender la magnitud del proyecto es la comparación con todo lo descubierto hasta ahora.

Los radiotelescopios existentes han identificado alrededor de 20 millones de fuentes de radio. El equipo del DSA estima que la nueva red podría alcanzar esa misma cantidad durante su primer día de observaciones.

Gregg Hallinan, investigador principal del proyecto y director del Observatorio de Radio Owens Valley, explicó que el sistema recorrerá todo el cielo visible varias veces durante sus primeros cinco años.

La diferencia estará en la velocidad.

De acuerdo con Caltech, el DSA podrá explorar el cielo 100 veces más rápido que cualquier otra instalación similar.

Eso significa que no sólo podrá encontrar una gran cantidad de objetos. También podrá regresar constantemente a las mismas zonas para detectar cambios que antes podían pasar inadvertidos.

¿Qué son las señales que buscarán las 1,650 antenas?

El universo no sólo puede observarse mediante la luz visible.

Estrellas, galaxias, agujeros negros y otros objetos producen o están relacionados con ondas de radio que viajan por el espacio. Los radiotelescopios reciben esas señales y las convierten en información que los científicos pueden estudiar.

Una fuente de radio puede estar asociada con distintos objetos y fenómenos.

El DSA buscará señales procedentes de:

• Estrellas.
• Galaxias.
• Agujeros negros.
• Púlsares.
• Ráfagas rápidas de radio.
• Otros fenómenos que todavía podrían no haber sido identificados.

Los responsables del proyecto esperan utilizar la información para estudiar preguntas relacionadas con la materia oscura, la gravedad y la expansión del universo.

La red buscará objetos que aparecen y desaparecen

Una de las ventajas de observar el cielo repetidamente es la posibilidad de encontrar fenómenos breves.

Algunas señales pueden durar minutos, segundos o incluso menos.

Las ráfagas rápidas de radio, conocidas como FRB por sus siglas en inglés, son un ejemplo. Se trata de destellos intensos de ondas de radio que pueden originarse a enormes distancias.

También están los púlsares, restos de estrellas que giran rápidamente y producen señales regulares.

El DSA podrá revisar grandes zonas con mayor frecuencia que otros instrumentos, lo que aumentará las posibilidades de detectar esos cambios mientras ocurren.

¿Cómo funcionarán juntas 1,650 antenas?

El proyecto no utilizará un solo plato de gran tamaño.

La red estará formada por 1,650 antenas parabólicas distribuidas en una amplia zona. Cada una recibirá señales del cielo y enviará la información a un sistema central.

Después, las computadoras combinarán los datos.

El resultado será un solo instrumento con capacidad para producir imágenes de radio con alta sensibilidad y recorrer grandes extensiones del cielo en menos tiempo.

La instalación completa se extenderá sobre un territorio de aproximadamente 20 por 16 kilómetros.

Las antenas no cubrirán todo ese terreno de manera continua. Estarán distribuidas dentro del área para trabajar de forma conjunta.

La “cámara de radio” convertirá datos en imágenes al instante

Las antenas son sólo una parte del proyecto.

El verdadero desafío aparecerá cuando las 1,650 parabólicas comiencen a enviar información al mismo tiempo.

Otros radiotelescopios pueden tardar semanas o meses en procesar sus datos antes de convertirlos en imágenes. El DSA busca hacer ese trabajo prácticamente en tiempo real.

Para lograrlo utilizará una supercomputadora que recibirá la información y generará imágenes mientras las observaciones continúan.

Los responsables del proyecto describen el sistema como una “cámara de radio”.

La diferencia con una cámara convencional es que no captará luz visible. Recibirá ondas de radio y las convertirá en representaciones del cielo que podrán ser analizadas por los científicos.

Los datos equivaldrían al tráfico de internet de un país

El volumen de información será uno de los mayores retos.

Caltech calcula que las 1,650 antenas producirán datos sin procesar a una velocidad comparable con todo el tráfico actual de internet de Estados Unidos.

Guardar esa información de la manera tradicional sería difícil.

Gregg Hallinan explicó que, sin la cámara de radio, el proyecto necesitaría almacenar alrededor de 100 exabytes de datos para completar su estudio.

Esa cantidad equivale a 100,000 millones de gigabytes.

Según el investigador, se necesitarían aproximadamente cinco millones de discos duros y una instalación de varios campos de futbol para almacenar todo.

¿Cómo evitarán guardar 100,000 millones de gigabytes?

La solución será procesar la información mientras llega.

En lugar de guardar cada dato bruto producido por las antenas, la supercomputadora seleccionará y transformará la información necesaria para crear imágenes.

Esto reducirá de manera considerable el volumen que deberá conservarse.

El sistema utilizará unidades de procesamiento gráfico, conocidas como GPU, para realizar una enorme cantidad de cálculos en poco tiempo.

La idea es que las señales recibidas por las antenas se conviertan rápidamente en información útil, en lugar de permanecer almacenadas durante meses mientras esperan ser procesadas.

Las imágenes podrán compartirse casi al momento

Otra diferencia del DSA será la velocidad con la que sus resultados podrán llegar a otros investigadores.

Las imágenes generadas por la cámara de radio estarán disponibles para la comunidad astronómica sin los largos periodos de procesamiento que requieren otras instalaciones.

Esto podría permitir que distintos observatorios reaccionen ante un descubrimiento.

Si el DSA detecta un fenómeno inesperado, otros instrumentos podrían dirigir sus telescopios hacia esa misma región antes de que la señal desaparezca.

El proyecto también contempla que sus imágenes estén disponibles de forma pública y gratuita.

Un segundo sistema buscará cambios a 1,000 cuadros por segundo

El DSA contará además con un sistema denominado Chronoscope.

Su función será revisar automáticamente las señales para identificar cambios muy rápidos.

Mientras la cámara principal producirá imágenes detalladas del cielo, el Chronoscope buscará fenómenos que puedan aparecer durante periodos extremadamente breves.

El sistema podrá revisar la información a una velocidad de hasta 1,000 cuadros por segundo.

El objetivo será encontrar púlsares, ráfagas rápidas de radio y otros fenómenos transitorios.

También existe una posibilidad que acompaña a los proyectos científicos de esta escala: encontrar algo que nadie estaba buscando porque todavía no se sabía que existía.

¿Cuándo comenzará a observar el universo?

El proyecto recibió la aprobación y el financiamiento necesarios para avanzar hacia su construcción.

La meta es terminar la red de 1,650 antenas en 2029.

Después comenzará una primera etapa de observaciones de cinco años.

Durante ese periodo, el DSA recorrerá repetidamente el cielo visible desde su ubicación y construirá un catálogo que podría contener cerca de 1,000 millones de nuevas fuentes de radio.

La cifra representa un cambio de escala frente a los alrededor de 20 millones de fuentes descubiertas por todos los demás radiotelescopios hasta ahora.

Si las previsiones del equipo se cumplen, la primera señal de esa transformación llegará en las primeras 24 horas: un solo día podría bastar para encontrar tantas fuentes de radio como las que tomó décadas descubrir.