Madrid, 30 de enero de 2025 – Los días 29 y 30 de enero, la Universidad Complutense de Madrid (UCM) ha recibido el innovador instrumento SCORPIO, diseñado para el telescopio Gemini de la National Science Foundation (NSF) estadounidense.  Esta es una iniciativa del Southwest Research Institute (Texas, EE.UU.) y su integración se llevará a cabo en el Laboratorio de Instrumentación Científica Avanzada (LICA) de la UCM durante este año 2025 de mano de la empresa Fractal SLNE. A finales de este año, SCORPIO viajará hacia Chile para ser instalado en el telescopio Gemini Sur, de 8.2 metros de diámetro, uno de los más grandes del mundo y el mayor gestionado por la NSF estadounidense (el homólogo de NASA para ciencia desde Tierra).

SCORPIO es un avanzado instrumento para imagen y espectroscopía que cuenta con un total de 8 canales simultáneos (desde el rango visible hasta el infrarrojo, cubriendo las bandas g, r, i, z, Y, J, H y K). Sus brazos ópticos independientes permiten optimizar los tiempos de exposición para cada banda para una mayor eficiencia, contando además con la capacidad de hacer observaciones de alta resolución temporal. Esto es crítico dado que SCORPIO está diseñado para estudiar fenómenos astrofísicos transitorios que pueden suceder en escalas de horas, minutos o incluso fracciones de segundos, tales como estallidos de rayos gamma, supernovas, kilonovas resultantes de la fusión de estrellas de neutrones, así como las contrapartidas (detectables en luz ordinaria) de fuentes de ondas gravitacionales.

Su llegada ha representado un desafío logístico por las dimensiones y peso de las cajas que transportan sus componentes, todos muy delicados pues han sido fabricados y deben ensamblarse ahora con precisiones de micras. A esto se une la complejidad de poner a trabajar a partir de este momento y de forma conjunta los 8 canales con los que cuenta el instrumento.

La llegada de SCORPIO refuerza el compromiso de la UCM con la investigación de excelencia en astronomía y en el desarrollo de tecnologías punteras en colaboración con empresas e instituciones internacionales de prestigio.

 
 

160 investigadores de 60 universidades presentan los resultados de su primer conjunto de simulaciones cosmológicas de la formación de una galaxia como la nuestra, la Vía Láctea, con el fin de avanzar hacia una teoría de la formación de las galaxias.

El equipo de investigación ha revelado cómo la recuperación de las propiedades observadas del gas que rodea a las galaxias es la clave para obtener simulaciones realistas, en lugar de ajustar el número y la distribución de las estrellas, que era lo habitual hasta ahora.

En la última década, los astrofísicos han desarrollado herramientas que les permiten simular cómo se formaron las galaxias desde el Big Bang, hace 13.800 millones de años, hasta hoy con ayuda de superordenadores, pero siempre se veían limitados por diversas fuentes de error. Ahora, un grupo internacional de investigación, dirigido por Ji-hoon Kim en la Universidad Nacional de Seúl (Corea), Joel Primack en la Universidad de California Santa Cruz, y Santi Roca-Fàbrega colaborador honorífico del grupo GUAIX de la Universidad Complutense de Madrid (actualmente en la Universidad de Lund), ha encontrado la forma de subsanar estos errores y realizar simulaciones más acertadas.

En los últimos años se han realizado grandes progresos en las simulaciones por ordenador, lo que ha permitido a los investigadores calcular de forma realista cómo se forman las galaxias. Estas simulaciones cosmológicas son cruciales para nuestra comprensión teórica del origen de las galaxias, las estrellas y los planetas. Sin embargo, las predicciones de estos modelos se ven afectadas por las limitaciones de la resolución numérica y las suposiciones sobre una serie de factores, como la explosión de estrellas, los flujos galácticos y los movimientos estelares.

Para minimizar las fuentes de error y producir simulaciones más realistas, 160 investigadores de 60 universidades se han unido y han formado la Colaboración AGORA, que presenta ahora los resultados de su primer conjunto de simulaciones cosmológicas de la formación de una galaxia como la nuestra, la Vía Láctea, con el fin de avanzar hacia una teoría de la formación de las galaxias, ya que es crucial comparar los resultados y los códigos de diferentes simulaciones. “Ahora lo hemos conseguido reuniendo grupos de códigos que compiten entre sí, simulando galaxias, en una especie de super simulador”, afirma Santi Roca-Fábrega.

La simulación se basa en los mismos supuestos astrofísicos sobre radiación ultravioleta de fondo, enfriamiento del gas, calentamiento y formación estelar. Con la ayuda de los nuevos resultados, los investigadores pueden determinar que las galaxias de disco como la Vía Láctea podrían haber comenzado a formarse al principio de la historia del Universo, en total consonancia con las observaciones del telescopio James Webb.

También han descubierto que el número de galaxias satélite (galaxias que orbitan galaxias mayores) es coherente con las observaciones independientemente de la estrategia de simulación utilizada, lo que resuelve por completo un viejo problema denominado “problema de los satélites desaparecidos”, que consistía en la ausencia en las observaciones de la gran población de pequeñas galaxias satélite predicha por las simulaciones de materia oscura sola sin la inclusión de gas y estrellas. Además, el equipo de investigación ha revelado cómo la recuperación de las propiedades observadas del gas que rodea a las galaxias es la clave para obtener simulaciones realistas, en lugar de ajustar el número y la distribución de las estrellas, que era lo habitual hasta ahora.

Además, a raíz de estos artículos, se han abiertos nuevos caminos para entender mejor la formación de galaxias, en particular, el estudiante de doctorado de la UCM, Ramón Rodríguez Cardoso está analizando cómo las pequeñas galaxias son canibalizadas por las más grandes en un proceso que puede durar miles de millones de años. El trabajo se ha prolongado durante los últimos ocho años y ha supuesto la ejecución de cientos de simulaciones y el empleo de más de cien millones de horas en instalaciones de supercomputación, explica Santi Roca-Fábrega.

Ahora el trabajo continúa hacia un mayor refinamiento de las simulaciones en torno a la formación de galaxias. Con cada avance tecnológico, Santi Roca-Fábrega y sus colegas esperan añadir nuevas piezas al rompecabezas de la vertiginosa cuestión del nacimiento y evolución del universo y las galaxias.

“La colaboración nos ha ayudado a mejorar los códigos numéricos encontrando y corrigiendo errores y comprendiendo mejor cómo los parámetros de cada código controlan los procesos astrofísicos, incluida la formación estelar. Este es el punto de partida para realizar simulaciones más fiables de la formación de galaxias, lo que a su vez nos ayudará a comprender mejor nuestra galaxia natal, la Vía Láctea”, afirma Santi Roca-Fábrega.

 

El estudio se ha publicado en The Astrophysical Journal, con copias de libre acceso de los artículos en ArXiv:

https://arxiv.org/abs/2402.06202

https://arxiv.org/abs/2402.05392

https://arxiv.org/abs/2402.05246

 

Con una resolución sin precedentes de 40 metros, el proyecto RALAN-Map EU está dirigido por el astrofísico de la Universidad Complutense de Madrid, Alejandro Sánchez de Miguel. Este mapa representa un avance significativo en el estudio de la contaminación lumínica, porque permite una evaluación más precisa de su impacto en el medio ambiente y en la salud humana.

La Universidad Complutense de Madrid y el ‘International Research Center of Big Data for Sustainable Development Goals’ (CBAS) han lanzado el primer mapa de contaminación lumínica calibrado de alta resolución de la Península Ibérica gracias al uso de datos proporcionados por el satélite SDGSAT-1.

Con una resolución sin precedentes de 40 metros, el proyecto RALAN-Map EU, ha sido dirigido por el astrofísico complutense Alejandro Sánchez de Miguel del Departamento de Fisica de la Tierra y Astrofísico, en colaboración con el International Research Center of Big Data for Sustainable Development Goals (CBAS). El mapa de la Península Ibérica destaca por su cobertura completa, incluyendo también las Islas Canarias, Madeira y Baleares.

Este mapa representa un avance significativo en el estudio de la contaminación lumínica, permitiendo una evaluación más precisa de su impacto en el medio ambiente y en la salud humana. Una de las características más destacadas de este mapa es su capacidad para proporcionar una estimación de la temperatura de color de las fuentes de luz estudiadas, un factor crucial en la comprensión de los efectos de la luz artificial en la noche.

La presentación de este mapa abre nuevas vías para la investigación y la toma de decisiones en materia de gestión de la iluminación y protección del cielo nocturno. Este proyecto no solo es un hito para los investigadores y científicos involucrados, sino también un recurso valioso para los gobiernos, urbanistas, y conservacionistas que buscan soluciones sostenibles para el creciente problema de la contaminación lumínica.

El equipo detrás del RALAN-Map EU continúa trabajando en la mejora y refinamiento de este mapa, con el objetivo de proporcionar una herramienta aún más precisa y útil para la comunidad global.

Imagen de Madrid-Toledo-Guadalajara-Ávila. Proyecto RALAN-MAP EU. (Alejandro Sánchez de Miguel)

 

_{Proyecto y acceso al mapa Interactive Map – https://pmisson.users.earthengine.app/view/sdgsat-1-p-iberica.}

_{About RALAN-MAP – https://citiesatnight.org/r-alan-project-2/}

Más información: NOTA DE PRENSA UCM

La Dra. Cristina Catalán Torrecilla, miembro del grupo GUAIX y responsable en la UCM del proyecto, participó el pasado 21 de junio de 2023 en la reunión inicial del proyecto Europeo AC3 (Agile and Cognitive Cloud edge Continuum management) que tuvo lugar en el EURECOM SophiaTech campus, en Sophia Antipolis, cerca de Niza (Francia). El proyecto AC3 tratará de desarrollar un marco ágil para gestionar eficazmente los datos mediante procedimientos de integración perfecta (cloud-edge computing continuum). La UCM, a través del Grupo GUAIX y la Dra. Catalán-Torrecilla, participa en tres de los paquetes de trabajo del proyecto, proporcionando datos de espectroscopía 2D que conllevan requisitos exigentes de procesado y visualización.

AC3 está coordinado por Athena Research & Innovation Information Technologies (Grecia) y en el proyecto, además de la UCM, también participan IBM, Eurecom, Arsys, Redhat, Hewlett Packard, Ionos, Spark Works Limited, FingleTek, Ubitech, Iquadrat y la Universidad del Pireo.

 

TARSIS is the next generation instrument for the Calar Alto 3.5 meter telescope and will be unique in its ability to detect light in the near ultraviolet and its unprecedented field of view.

 

Armando Gil de Paz, co-principal investigator of the project at UCM, says that TARSIS will be a great challenge because it will obtain information in such a wide energy range and in a field of two-dimensional spectroscopy that is unprecedented in any telescope on the ground or in space.

Design of TARSIS Instrument

The name TARSIS, an acronym for Tetra-ARmed Super-Ifu Spectrograph, refers to its optical design based on four arms, three of them sensitive to blue wavelengths and one sensitive to red wavelengths. The combination of a wide field of view (3×3 square arcminutes) and high sensitivity from ultraviolet (in the range known as UV-A) to red wavelengths will make TARSIS a unique instrument. The design of TARSIS and the transparency of the Calar Alto sky will allow observing in the full UV-A range, a domain almost unexplored from Earth.

“Only the unique features of TARSIS allow us to fully map galaxy clusters at distances where we can still resolve the internal structure of galaxies over a wide energy range,” says Jorge Iglesias, TARSIS co-principal investigator at IAA-CSIC. Armando Gil de Paz, co-principal investigator of the project at UCM, adds that “TARSIS is a great challenge, because obtaining information in such a wide energy range and in a field of this size in two-dimensional spectroscopy is unprecedented in any telescope on Earth or in space. Thus, while classical spectroscopy has only covered a narrow slice of the sky, TARSIS will observe 160 of them”.

Once development is complete, TARSIS will become part of the instrumentation available on the 3.5-meter telescope at the Calar Alto observatory in Almeria. However, during the first years of observations, TARSIS will be mainly dedicated to the CATARSIS project, which will study a sample of sixteen distant galaxy clusters and will reveal earlier stages of the universe: these are galaxies between 20% and 25% less massive than today, but which, on their way to becoming the galaxies we see today, formed stars at a rate three times faster than today. “This is the first time that we have studied the largest and most massive structures in the universe in a systematic way, measuring the velocities of each and every one of the galaxies that make them up, from their center to the outer regions,” says Patricia Sánchez Blázquez, head of science at CATARSIS and member of the UCM Instrumental and Extragalactic Astrophysics Group and the UCM instrument team. CATARSIS observations will help validate the standard cosmological model and understand the nature of dark matter and dark energy, as well as the relationship between the evolution of galaxies and their environment.

Kick off meeting of TARSIS instrument at the University of Almería.

The next 27th and 28th October 2022 will take place, at the University of Almería, the meeting that will start the development of the TARSIS instrument. This project is co-led from the Universidad Complutense de Madrid (UCM) and the Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), in close collaboration with the Calar Alto Observatory (Centro Astronómico Hispano en Andalucía, CAHA), three Andalusian universities (Almería, Granada and Seville), the Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA), the industrial partner FRACTAL S.L.N.E. and the Mexican INAOE.

The meeting will be a meeting point for all the team members involved in the development of TARSIS, and also a starting point for the design of the different subsystems that will make up the instrument once its development is completed. In addition, a visit to Calar Alto Observatory is planned so that the entire project team can see where the result of their work will be located.

The construction of TARSIS will be financed through European Regional Development Funds (FONDOS FEDER) and the contributions of the institutions of the consortium in the form of facilities and personnel. The total cost of the instrument is estimated at 7.8 million euros, of which the Ministry of Science and Innovation has already granted Next Generation EU funds to CAHA to launch the project for 1.48 million euros under the public grants for ICTS in the framework of the Recovery, Transformation and Resilience Plan 2021.

Calar Alto Observatory constitutes one of the infrastructures belonging to the map of Singular Scientific and Technical Infrastructures (ICTS), approved by the Science, Technology and Innovation Policy Council on November 6, 2018.