El universo está mucho más estudiado con nuevos algoritmos y supercomputadoras


Con nuevos algoritmos y supercomputadoras, se ha creado un mapa de radio increíblemente detallado del universo. Ahora los astrónomos pueden observar los datos de radio de las galaxias con mucha más precisión. Esta investigación fue publicada en Nature Astronomy por el Ph.D. de la Universidad de Leiden. estudiante Frits Sweijen y colegas.

Las cuatro galaxias de la izquierda en la imagen están mucho más nítidas en el nuevo mapa (derecha). Crédito: Universidad de Leiden

«Este único mapa tiene casi tantos píxeles como los mapas anteriores de todo el cielo», dice Frits Sweijen. Los investigadores resolvieron el efecto de desenfoque de la radiación UV en nuestra atmósfera: con un software especial lograron corregir esta interferencia. Las supercomputadoras en Leiden y Amsterdam usaron su enorme poder de cómputo para asegurarse de que esto también fuera bastante rápido.

Cinco por cinco lunas llenas

En un futuro previsible, el nuevo método podría, por lo tanto, enfocar con nitidez todo el cielo del norte. Ahora los investigadores muestran solo una pequeña parte, explica Sweijen, «Supongamos que ves un cuadrado de cinco por cinco lunas llenas en el cielo. A partir de ese cubo del espacio, hicimos un mapa de casi 7 mil millones de píxeles, en el que se encuentran casi 2500 galaxias». claramente visible».

Teléfono celular en Marte

Sweijen señala: «El mapa del espacio se hizo sobre la base de las ondas de radio que capturamos desde el espacio con el Telescopio Internacional LOFAR. Se trata de un enorme radiotelescopio con decenas de miles de antenas repartidas por un área europea con un diámetro de 2000 kilómetros. Esas antenas escuchan los rayos de radio cósmicos».

Continúa: «Debido a su enorme área y muchas antenas, LOFAR puede ‘ver’ la radiación con exquisito detalle, con una sensibilidad que incluso le permitiría detectar un teléfono celular en Marte». Los datos del telescopio pueden ser vistos por humanos después de que una computadora los traduzca en un mapa de radiación, una especie de fotografía.

Las ondas manchan la señal

Un problema con la toma de imágenes nítidas del universo con LOFAR es la radiación ultravioleta del sol. Esto nubla nuestra atmósfera con partículas cargadas, iones. Esta ionosfera perturba las ondas de radio del espacio antes de que el telescopio las capte. Sweijen dice: «Esto hace que parezca que LOFAR está observando el cielo desde el fondo del mar, donde las olas difuminan la señal. El software desarrollado recientemente por el Instituto Holandés de Radioastronomía ASTRON corrigió la radiación medida en toda el área. Esto nos permitió enfoca y mapea todo el campo de visión de LOFAR».

El software funciona con algoritmos que requieren mucha potencia informática. Eso estaba disponible. En Leiden, el entorno de clúster interdisciplinario académico de Leiden (ALICE) recientemente construido proporcionó su poder de cómputo. En Ámsterdam, la cooperación en TIC SURF brindó acceso anticipado a su nueva plataforma Spider, que se ha configurado especialmente para proyectos intensivos en datos como esta investigación.

Próximo plan: Todo el cielo del norte

La corrección de datos del campo de visión LOFAR se realizó en 25 secciones, cada una con el tamaño de una luna llena. Esto tomó siete días por área. En una sola computadora, habría tomado 7 veces 25, o 175 días, crear el mapa completo. Gracias a la infraestructura a gran escala de SURF y Leiden con poder de cómputo paralelo, tomó solo siete días. Eso significa que ahora hay una forma rápida de mapear eventualmente todo el cielo del norte con un detalle comparable, algo que, según Sweijen, podría comenzar en los próximos años.

«Ahora podemos estudiar la evolución de los agujeros negros y las galaxias en las que se encuentran con mayor detalle que antes», dice. Las galaxias en el universo anterior, por ejemplo, que debido a su distancia o a su corta edad anteriormente eran demasiado pequeñas para ver en detalle, ahora se pueden ver nítidamente por miles».

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