Mirando en las sombras cósmicas: Telescopios BlackGEM se unen a la búsqueda de ondas gravitacionales.

La matriz BlackGEM, compuesta de tres nuevos telescopios ubicados en el Observatorio La Silla de ESO, ha comenzado sus operaciones. Esta fotografía muestra las tres cúpulas abiertas de los telescopios BlackGEM bajo un impresionante cielo nocturno en La Silla. Otros telescopios en el observatorio son visibles en segundo plano. Crédito: S. Bloemen (Radboud University)/ESO

La matriz BlackGEM, un sistema de tres nuevos telescopios ubicados en el Observatorio La Silla de ESO, ha comenzado sus operaciones para detectar ondas gravitacionales causadas por eventos cósmicos como las fusiones de agujeros negros y estrellas de neutrones.

A diferencia de detectores como LIGO y el Interferómetro Virgo, BlackGEM puede localizar precisamente estos fenómenos astronómicos utilizando luz visible, aumentando nuestra comprensión de sus procesos, incluida la formación de elementos pesados como el oro y el platino.

La matriz BlackGEM, compuesta de tres nuevos telescopios ubicados en el Observatorio La Silla de ESO, ha comenzado sus operaciones. Los telescopios escanearán el cielo del sur para buscar los eventos cósmicos que producen ondas gravitacionales, como las fusiones de estrellas de neutrones y agujeros negros.

Algunos eventos cataclísmicos en el Universo, como la colisión de agujeros negros o estrellas de neutrones, crean ondas gravitacionales, ondulaciones en la estructura del tiempo y el espacio. Los observatorios como el Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) y el Interferómetro Virgo están diseñados para detectar estas ondulaciones. Pero no pueden identificar su origen con precisión ni ver la luz transitoria que resulta de las colisiones entre estrellas de neutrones y agujeros negros. BlackGEM se dedica a escanear rápidamente grandes áreas del cielo para buscar con precisión fuentes de ondas gravitacionales utilizando luz visible.

Esta toma de dron, tomada en el Observatorio La Silla de ESO, muestra un primer plano de las cúpulas abiertas de la matriz de BlackGEM. Los tres telescopios de 65 cm que componen la matriz son visibles en el interior. Crédito: ESO

"Con BlackGEM, buscamos intensificar el estudio de los eventos cósmicos con ondas gravitacionales y luz visible", dice Paul Groot de la Universidad Radboud en los Países Bajos, el Investigador Principal del proyecto. "La combinación de ambos nos dice mucho más sobre estos eventos que solo uno o el otro".

Al detectar tanto ondas gravitacionales como sus contrapartes visibles, los astrónomos pueden confirmar la naturaleza de las fuentes de ondas gravitacionales y determinar sus ubicaciones precisas. El uso de luz visible también permite observaciones detalladas de los procesos que ocurren en estas fusiones, como la formación de elementos pesados como el oro y el platino.

Muestra en esta imagen los tres telescopios de la matriz BlackGEM en el Observatorio La Silla de ESO en Chile. Los telescopios pueden escanear rápidamente grandes áreas del cielo para encontrar una fuente que haya emitido ondas gravitacionales detectadas por LIGO y Virgo. Crédito: Zdeněk Bardon (bardon.cz)/ESO

Hasta la fecha, sin embargo, solo se ha detectado una contrapartida visible de una fuente de ondas gravitacionales. Además, incluso los detectores de ondas gravitacionales más avanzados, como LIGO o Virgo, no pueden identificar con precisión sus fuentes; como máximo, pueden reducir la ubicación de una fuente a un área de aproximadamente 400 lunas llenas en el cielo. BlackGEM escaneará eficientemente dichas regiones a alta resolución para ubicar consistentemente fuentes de ondas gravitacionales utilizando luz visible.

Los tres telescopios constituyentes de BlackGEM fueron construidos por un consorcio de universidades: la Universidad Radboud, la Escuela de Investigación en Astronomía de los Países Bajos y la Universidad KU Leuven en Bélgica. Los telescopios tienen cada uno un diámetro de 65 centímetros y pueden investigar diferentes áreas del cielo simultáneamente; la colaboración finalmente tiene como objetivo expandir la matriz a 15 telescopios, mejorando aún más su cobertura de escaneo. BlackGEM se aloja en el Observatorio La Silla de ESO en Chile, convirtiéndose en la primera matriz de su tipo en el hemisferio sur.

Esta fotografía muestra un telescopio BlackGEM en su cúpula. La matriz BlackGEM, que consta de tres telescopios de 65 cm, se encuentra en el Observatorio La Silla de ESO. Crédito: ESO

"A pesar de los modestos 65 centímetros del espejo primario, llegamos tan profundo como algunos proyectos con espejos mucho más grandes, porque aprovechamos al máximo las excelentes condiciones de observación en La Silla", dice Groot.

Una vez que BlackGEM identifica con precisión una fuente de ondas gravitacionales, telescopios más grandes como el Very Large Telescope de ESO o el futuro Extremely Large Telescope de ESO pueden realizar observaciones de seguimiento detalladas, lo que ayudará a arrojar luz sobre algunos de los eventos más extremos del cosmos.

Se muestran en esta imagen nocturna los tres telescopios de la matriz BlackGEM en el Observatorio La Silla de ESO en Chile. Se pueden ver las Nubes de Magallanes Grande y Pequeña justo sobre los telescopios. La matriz BlackGEM puede escanear rápidamente grandes áreas del cielo para buscar una fuente que haya emitido ondas gravitacionales detectadas por LIGO y Virgo. Crédito: ESO

In addition to its search for the optical counterparts to gravitational waves, BlackGEM will also perform surveys of the southern sky. Its operations are fully automated, meaning the array can quickly find and observe ‘transient’ astronomical events, which appear suddenly and quickly fade out of view. This will give astronomers deeper insight into short-lived astronomical phenomena such as supernovae, the huge explosions that mark the end of a massive star’s life.

“Thanks to BlackGEM, La Silla now has the potential to become a major contributor to transient research,” says Ivo Saviane, site manager at ESO’s La Silla Observatory. “We expect to see many outstanding results contributed by this project, which will expand the reach of the site for both the scientific community and the public at large.”

This montage of drone and stationary footage shows the three telescopes of the BlackGEM array at ESO’s La Silla Observatory in Chile. This site lies at an altitude of 2400 meters in the Atacama Desert and gives astronomers pristine observing conditions. The BlackGEM array can quickly scan large areas of the sky to find a source that has emitted gravitational waves detected by LIGO and Virgo. The telescopes were built by a consortium of universities: the Netherlands Research School for Astronomy, KU Leuven in Belgium and Radboud University. Credit: ESO

The BlackGEM consortium comprises: NOVA (Netherlands Research School for Astronomy, the national Dutch alliance in astronomy between the University of Amsterdam, University of Groningen, Leiden University, and Radboud University); Radboud University, the Netherlands; KU Leuven, Belgium; the Weizmann Institute, the Hebrew University of Jerusalem and Tel Aviv University, Israel; the University of Manchester and the Armagh Observatory and Planetarium, UK; Texas Tech University, the University of California at Davis and the Las Cumbres Observatory, USA; the University of Potsdam, Germany; the Danish Technical University, Denmark; the University of Barcelona, Spain; and the University of Valparaíso, Chile.