Un nuevo mapa cósmico revela agujeros negros, estrellas raras y gas oculto

El Sloan Digital Sky Survey V (SDSS-V) realizó un avance significativo en la cartografía del cielo a escala global con su Data Release 20 (DR20). Este lanzamiento incluye, por primera vez, espectros ópticos (BOSS) del hemisferio sur, ampliando considerablemente el alcance del estudio más allá de los esfuerzos previos.

Al combinar estas nuevas observaciones del sur con datos recopilados en el norte, SDSS-V ofrece una espectroscopía panorámica que abarca ambos hemisferios. El resultado es una visión más amplia de estrellas, gas interestelar y galaxias distantes en todo el cosmos. DR20 forma parte de un mapa espectroscópico más grande que el proyecto SDSS-V continúa desarrollando.

El estudio tanto del universo cercano como del distante es crucial para entender los procesos físicos que lo moldean. DR20 avanza en este esfuerzo al llevar SDSS-V hacia una era de observaciones ópticas e infrarrojas multicanal y multiépoca.

¿Qué hay de nuevo en el Data Release 20?

DR20 incluye una variedad de recursos para investigadores y entusiastas de la astronomía. Entre ellos se encuentran catálogos que abarcan agujeros negros, estrellas y gas interestelar, además de nuevas visualizaciones y herramientas científicas diseñadas para ayudar a los usuarios a explorar este vasto conjunto de datos.

"DR20 representa un salto enorme en la escala de los productos de datos de SDSS; hoy liberamos más de tres millones de espectros de estrellas y galaxias, junto con 18 catálogos adicionales", afirmó Dr. Emily Griffith de la Universidad de Colorado Boulder, portavoz de la colaboración SDSS-V. "Es el resultado de años de trabajo de un equipo internacional de astrónomos. Estamos emocionados de compartir DR20 con el mundo y ver qué descubre la comunidad con él."

Primeros espectros BOSS del hemisferio sur

Por primera vez, DR20 incluye espectros ópticos estelares y extragalácticos de SDSS-V obtenidos en el hemisferio sur. Estas observaciones se realizaron con el telescopio du Pont de 2.5 metros en el Observatorio Las Campanas en Chile y se combinan con observaciones actualizadas del telescopio de 2.5 metros de la Fundación Sloan en el Observatorio Apache Point.

Juntos, estos dos sitios de observación amplían significativamente el alcance geográfico de la encuesta y permiten a SDSS-V examinar el cielo desde ambos hemisferios.

Conectando vistas ópticas y de rayos X del cielo

DR20 también proporciona el primer gran flujo de datos de las observaciones coordinadas eROSITA-SDSS-V. Este trabajo forma parte del programa SPectroscopic IDentification of ERosita Sources (SPIDERS) y está coordinado con la segunda liberación de la eROSITA X-ray All-Sky Survey (eRASS DR2).

Estas observaciones ofrecen identificaciones importantes y mediciones de desplazamiento óptico para cientos de miles de núcleos galácticos activos (AGN), cúmulos de galaxias y estrellas activas. Al conectar las detecciones de rayos X con mediciones ópticas detalladas, los investigadores pueden determinar mejor qué son estos objetos energéticos y dónde se encuentran en el universo.

Una gran expansión del mapeador de agujeros negros

El Black Hole Mapper (BHM) crece drásticamente en DR20, con 3 a 4 veces más datos que los disponibles en DR19. La liberación contiene aproximadamente 1.1 millones de espectros ópticos BOSS que representan alrededor de 500,000 objetos distintos.

Junto con el programa SPIDERS, el conjunto de datos ampliado incluye contribuciones importantes del programa All-Quasar Multi-Epoch Spectroscopy (AQMES) y del programa Reverberation Mapping (RM). Estos proyectos observan repetidamente cuásares y otros objetivos para estudiar cómo los agujeros negros supermasivos y su entorno cambian con el tiempo.

Mapeo de 1.5 millones de estrellas

El Milky Way Mapper (MWM) también recibe una expansión considerable en DR20, añadiendo una gran colección de objetivos estelares ópticos.

En total, a través de los estudios BHM y MWM, DR20 contiene más de 3 millones de espectros que cubren 1.5 millones de estrellas. La colección incluye las primeras estrellas con carbono enriquecido y metal pobre identificadas en las Nubes de Magallanes, así como la primera estrella de masa intermedia despojada. Ambos tipos de objetos han sido buscados durante mucho tiempo porque pueden proporcionar pistas importantes sobre cómo se forman y evolucionan las estrellas.

Nuevos mapas espectrales de nebulosas y galaxias cercanas

El Local Volume Mapper (LVM) se ha expandido mucho más allá de la vista de una sola baldosa liberada con DR19. DR20 ahora incluye mapas de espectroscopía de campo integral de 6 regiones objetivo separadas que cubren 169 baldosas y alrededor de 300,000 espectros.

Estos mapas capturan regiones HII galácticas, nebulosas planetarias y galaxias cercanas a escalas espaciales excepcionales. También brindan a los investigadores una nueva forma de examinar objetos bien conocidos como las nebulosas Rosette y Orion utilizando información espectroscópica detallada que se extiende por grandes áreas del cielo.

Una nueva herramienta para explorar el gas cósmico

Para ayudar a los usuarios a navegar por el creciente conjunto de datos del Local Volume Mapper, la colaboración ha presentado LVMvis. Esta herramienta de visualización interactiva basada en navegador complementa las interfaces de usuario de próxima generación (Zora y Valis) que también se actualizaron para DR20.

LVMvis incluye un mapa de líneas de emisión RGB HiPS que permite a los usuarios explorar la distribución y estructura del gas brillante en el cielo.

DR20 también incluye 18 catálogos de valor añadido completamente nuevos o actualizados. Estos catálogos están diseñados para facilitar investigaciones científicas especializadas al organizar y mejorar la información derivada de los datos principales de la encuesta.

Accediendo al universo

Como en lanzamientos anteriores de SDSS, DR20 es acumulativo. Contiene todas las observaciones espectroscópicas BOSS recién reducidas recopiladas hasta el 2 de febrero de 2025, de ambos hemisferios, junto con datos espectroscópicos de cada fase anterior del Sloan Digital Sky Survey.

El conjunto de datos completo está disponible a través del Science Archive Server (SAS). También están disponibles públicamente tutoriales de Python Notebook que funcionan en el servidor dentro de SciServer Compute, accesibles a astrónomos y miembros del público bajo principios de uso abierto.

"Queremos que todos hagan uso de los productos de datos de SDSS, ya sean astrónomos profesionales que realizan su investigación, estudiantes que aprenden a trabajar con datos, maestros que buscan material para el aula, o simplemente personas interesadas en la astronomía en general", comentó Dr. Anne-Marie Weijmans de la Universidad de St Andrews, coordinadora de productos de datos de SDSS. "Por eso tenemos tantas plataformas diferentes para que las personas interactúen con los datos, y nos aseguramos de proporcionar numerosos ejemplos y tutoriales para cada una de ellas. Los datos no solo deben estar disponibles públicamente, sino que también deben ser utilizables por el público."

"Esta liberación de datos proporciona datos espectaculares de SDSS-V que estamos seguros de que la gente utilizará de manera excelente", expresó Dr. Juna Kollmeier de Carnegie Science, director de SDSS-V. "Pero no nos detendremos aquí. Acabamos de pasar una semana hablando sobre lo que se incluirá en DR21 y DR22. ¡Vamos a necesitar computadoras más grandes!"

Acerca del SDSS

El financiamiento para el Sloan Digital Sky Survey V ha sido proporcionado por la Alfred P. Sloan Foundation, la Heising-Simons Foundation, la National Science Foundation y las instituciones participantes. SDSS reconoce el apoyo y los recursos del Center for High-Performance Computing de la Universidad de Utah.

Los telescopios de SDSS se encuentran en el Apache Point Observatory, que es financiado por el Astrophysical Research Consortium y operado por la New Mexico State University, y en el Las Campanas Observatory, que es operado por la Carnegie Institution for Science.

SDSS es gestionado por el Astrophysical Research Consortium para las instituciones participantes de la colaboración SDSS, que incluyen a Caltech, Carnegie Institution for Science, investigadores ratificados por el Chilean National Time Allocation Committee (CNTAC), The Flatiron Institute, The Gotham Participation Group, Harvard University, Heidelberg University, The Johns Hopkins University, L'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP), Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA Heidelberg), Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik (MPE), Nanjing University, National Astronomical Observatories of China (NAOC), New Mexico State University, The Ohio State University, Pennsylvania State University, Smithsonian Astrophysical Observatory, Space Telescope Science Institute (STScI), el Stellar Astrophysics Participation Group, Universidad Nacional Autónoma de México, University of Arizona, University of Colorado Boulder, University of Illinois at Urbana-Champaign, University of Toronto, University of Utah, University of Virginia, Yale University y Yunnan University.