En la cima del Cerro Pachón (Chile), a 2.700 metros de altitud, el aire es claro y seco, con pocas nubes que oculten la majestuosa vista de las estrellas. En este enclave privilegiado, el Observatorio Vera C. Rubin se prepara para utilizar la mayor cámara digital jamás construida: tiene el tamaño de un coche y una resolución de 3.200 megapíxeles. Esta tecnología permitirá crear un mapa completo del cielo nocturno cada tres días.

El Observatorio Vera C. Rubin puede recopilar 20 terabytes de datos cada noche y, gracias a esta capacidad, capturará información detallada sobre el sistema solar, la Vía Láctea y la estructura del universo que permitirá entender claves sobre su historia y evolución. Además, registrará fenómenos cósmicos efímeros, como explosiones estelares (supernovas), el desgarramiento de estrellas por agujeros negros y el paso de asteroides. Sus descubrimientos también ayudarán a desvelar enigmas fundamentales, como la naturaleza de la materia y la energía oscuras. Ests son fuerzas invisibles que influyen en la dinámica del cosmos y en cómo los objetos se conectan y dispersan.

El Observatorio Vera C. Rubin es el más avanzado de una prestigiosa línea de telescopios diseñados para cartografiar el cielo de forma continua. Se espera que sus primeras imágenes lleguen a finales de 2025. Con cada exposición, Rubin captará hasta 100.000 galaxias, muchas de ellas invisibles para otros telescopios. Tras más de 25 años de construcción, el observatorio está listo para cambiar nuestra forma de entender el universo.

El observatorio también dirigirá su mirada más allá de la Vía Láctea. Podrá catalogar hasta 20.000 millones de galaxias desconocidas hasta ahora y cartografiar su ubicación en grandes estructuras compuestas de filamentos conocidas como "red cósmica".

"No conozco a ningún astrónomo que no esté emocionado con Rubin", afirma Christian Aganze, arqueólogo galáctico de la Universidad de Stanford (California, EE UU).

El observatorio fue concebido por primera vez en 2001 bajo el nombre de Large-Aperture Synoptic Survey Telescope (LSST). Su origen se encuentra en un proyecto previo destinado a estudiar la materia oscura, esa misteriosa sustancia que constituye el 85% de la materia del universo. Con el tiempo, el LSST amplió su enfoque para abordar un abanico más amplio de preguntas científicas, con el objetivo de mapear el cielo nocturno a lo largo de una década. Hace cinco años, el proyecto fue rebautizado en honor a la astrónoma estadounidense Vera Rubin, que en las décadas de los setenta y ochenta descubrió algunas de las pruebas más contundentes de la existencia de la materia oscura.

Durante su funcionamiento, Rubin apuntará sus sensores al cielo y capturará una imagen de 30 segundos de una zona más grande que 40 lunas llenas. Luego, se moverá a otra área y tomará una nueva foto, regresando a la misma franja del cielo después de unos tres días. Así, podrá ofrecer una visión actualizada y continua del universo, creando básicamente "un enorme vídeo del cielo austral durante 10 años", explica Anais Möller, astrofísica de la Universidad Tecnológica de Swinburne en Melbourne (Australia)

Rubin utiliza un diseño único con tres espejos, diferente al de otros telescopios. Su espejo principal está formado por dos superficies con curvaturas distintas. La parte exterior, de 8,4 metros de ancho, capta la luz y la refleja en un espejo secundario de 3,4 metros. Este la redirige hacia la parte interna del espejo principal, de 5 metros de ancho, y desde allí se proyecta hacia una cámara digital. Este diseño compacto permite que el telescopio sea potente y rápido a la vez, ya que puede tomar unas 1.000 fotos cada noche. 

"El telescopio tiene solo cinco segundos para trasladarse a la siguiente posición y estar preparado", explica Sandrine Thomas, subdirectora de construcción del observatorio y científica del proyecto. "Eso implica que no puede moverse ni vibrar. Debe mantenerse completamente estable, como una roca, listo para capturar la siguiente imagen", añade la experta. 

La cámara de 3.000 kilogramos de Rubin es la más sensible jamás diseñada para un proyecto astronómico. Al combinar imágenes de una misma área del cielo tomadas durante varias noches, el telescopio podrá identificar objetos cada vez más débiles  que permitirán explorar el cosmos con mayor profundidad a medida que pase el tiempo.

Cada exposición genera una enorme cantidad de datos que deben ser transmitidos a través de cables de fibra óptica hacia centros de procesamiento repartidos por todo el mundo. Allí, tal y como explica Möller, se utiliza el aprendizaje automático para filtrar la información y generar alertas para los grupos de investigación. La astrofísica colabora en la dirección de los llamados "community brokers". Es decir, grupos que diseñan el software para procesar los terabytes de datos recogidos y detectar fenómenos interesantes. Un pequeño cambio en el cielo —de los cuales Rubin espera detectar unos 10 millones cada noche— podría indicar una explosión de supernova, la fusión de dos estrellas o el paso de un objeto masivo delante de otro. Los diferentes equipos se encargarán de identificar qué es cada cosa y luego dirigir otros telescopios hacia regiones específicas para hacer investigaciones de seguimiento.

Gracias a su capacidad para detectar objetos débiles, se espera que Rubin aumente entre 10 y 100 veces el número de asteroides y cometas conocidos. Muchos de estos serán objetos de más de 140 metros de diámetro con órbitas que pasan cerca de la Tierra y que podrían suponer una amenaza para nuestro planeta. Además, catalogará 40.000 nuevos cuerpos helados en el Cinturón de Kuiper, una región en gran parte desconocida más allá de Neptuno donde nacen muchos cometas, que permitirá a los científicos conocer mejor la estructura y la historia de nuestro sistema solar.

"Nunca habíamos tenido un telescopio tan grande que captara imágenes tan amplias y profundas".

Anais Möller, astrofísica, Universidad Tecnológica de Swinburne, Melbourne, Australia (EE UU).

Más allá de nuestro sistema solar, Rubin podrá detectar los destellos que ocurren cuando los exoplanetas pasan frente a sus estrellas. También se espera que descubra miles de enanas marrones, objetos débiles que son como una mezcla entre planetas y estrellas, y cuya posición en la Vía Láctea puede ayudarnos a entender cómo los lugares donde nacen las estrellas influyen en el tipo de objetos que se forman. Además, el telescopio encontrará galaxias enanas que nunca habíamos visto, orbitando alrededor de nuestra galaxia, y estudiará las corrientes estelares, rastros de estrellas que quedaron cuando la Vía Láctea destruyó otras galaxias cercanas.

El telescopio también observará más allá de la Vía Láctea para descubrir unos 20.000 millones de galaxias y cartografiar su ubicación su ubicación en grandes estructuras compuestas por filamentos conocidas como "red cósmica". La atracción gravitatoria de la materia oscura influye en la forma de esta red y, al estudiarla, los cosmólogos podrán encontrar pistas sobre qué es realmente la materia oscura. Se espera que Rubin observe millones de supernovas y calcule su distancia, lo que permitirá medir la velocidad a la que se expande el universo. Algunos científicos creen que la energía oscura, que está acelerando esa expansión, podría haber sido más fuerte en el pasado. Los datos de las supernovas más lejanas y antiguas podrían ayudar a confirmar o descartar esta idea y, quizás, arrojar más luz sobre la naturaleza de la energía oscura.

En muchos aspectos, Rubin será un proyecto monumental, un aspecto que explica la gran expectación de los profesionales del sector por ver cómo comienza a funcionar.

"Nunca habíamos tenido un telescopio tan grande que captara imágenes tan amplias y profundas", afirma Möller. "Es una oportunidad increíble para localizar las cosas que están cambiando en el cielo y comprender su física", observa la experta. 

Adam Mann es un periodista freelance especializado en espacio y física que vive en Oakland, California (EE UU).