El Observatorio Astronómico de Calar Alto, ubicado en Gérgal (Almería), va a incorporar próximamente para su telescopio de 3,5 m el instrumento Tarsis, que destaca por su capacidad para detectar luz en el ultravioleta cercano y su campo de visión sin precedentes y que será empleado bajo el "ambicioso" estudio de observación de cúmulos de galaxias denominado Catarsis, adaptado específicamente a él.
La combinación de un amplio campo de visión (3x3 minutos de arco) y una alta sensibilidad desde el ultravioleta (en el rango llamado UV-A) hasta longitudes de onda rojas hacen de Tarsis un instrumento "único" que combinado con la "exquisita transparencia" del cielo de Calar Alto hará posibles las observaciones en el rango completo de UV-A, "un dominio casi inexplorado desde la Tierra".
Según ha trasladado la entidad científica en una nota, la construcción de nuevos instrumentos de última generación es "crucial" para mantener cualquier observatorio a la vanguardia de la investigación astronómica como ya ocurrió con el instrumento Carmenes, que ha permitido la detección de varios exoplanetas desde 2016. En este caso, el instrumento está codirigido por la Universidad Complutense de Madrid (UCM) y el Instituto Andaluz de Astrofísica (IAA-CSIC).
Para el director del Centro Astronómico Hispano en Andalucía (CAHA) de Calar Alto, Jesús Aceituno, este nuevo instrumento "marcará el curso científico y tecnológico" de la próxima década, ya que con el mismo se abre una "nueva fase" en esta infraestructura científica y técnica singular (ICTS) como, en su día, pasó con la aplicación del espectrógrafo Carmenes.
Tras la publicación por parte del observatorio de una convocatoria de nuevos proyectos de legados e instrumentación en 2019, seis proyectos instrumentales fueron recibidos y presentados en el IAA-CSIC durante una reunión que tuvo lugar en marzo de 2020, financiada por la Red Española de Infraestructuras en Astronomía (RIA).
El Comité Científico Asesor de Calar Alto realizó entonces una revisión en profundidad de cada proyecto y recomendó la preselección de dos diseños instrumentales: Gamaica y Tarsis. Ambos son espectrógrafos de campo integral (Integral-Field Unit, IFU) para el telescopio de 3,5 m y han superado con éxito la fase de estudio de viabilidad, una vez evaluados por un Comité Asesor Técnico e Instrumental.
A partir de la recomendación final del Comité Asesor Científico, el Comité Ejecutivo de Calar Alto ha seleccionado Tarsis como el nuevo instrumento para el telescopio de 3,5 m.
Tarsis (Tetra-ARmed Super-Ifu Spectrograph, en inglés) se basa en un diseño óptico basado en cuatro brazos: tres optimizados en azul, uno en rojo. Es un instrumento codirigido por la Universidad Complutense de Madrid (UCM) y el IAA-CSIC, con participación las universidades de Almería, Granada y Sevilla, el Inaoe de México, el socio industrial Fractal SLNE y el Centro de Astrobiología (CAB/INTA-CSIC) en Madrid.
ESTUDIO DE 16 "CÚMULOS DE GALAXIAS"
El principal motor científico de Tarsis es el estudio de cúmulos de galaxias, los bloques de construcción más grandes del universo a gran escala. Con Catarsis, su estudio asociado, el equipo del instrumento mapeará completamente 16 cúmulos de galaxias cuidadosamente seleccionados, entre los que se incluyen los filamentos que los alimentan con galaxias ubicadas en sus alrededores, a unos 2000 millones de años luz de distancia de la Tierra.
Tarsis proporcionará un gran campo de visión "sin precedentes" y una "alta eficiencia" en un rango de longitud de onda extendido, con una sensibilidad que permitirá detectar objetos hasta millones de veces más débiles que las estrellas más débiles visibles a simple vista en un lugar completamente oscuro.
Por lo tanto, "Catarsis podrá obtener espectros completos, recopilados de una sola vez, de todas las galaxias detectables en cada uno de los 16 cúmulos seleccionados", según las expectativas de los investigadores.
El coinvestigador principal de Tarsis en el IAA-CSIC Jorge Iglesias ha indicado que "solo las características únicas de Tarsis permiten cartografiar completamente los cúmulos de galaxias a distancias en las que todavía podemos resolver la estructura interna de las galaxias en un amplio rango de energías".
Además, Armando Gil de Paz, coinvestigador principal en la UCM, ha especificado que "Tarsis, con su gran campo de visión sin precedentes, será el primero de una especie de nueva generación de espectrómetros que finalmente permitirán explorar en espectroscopia --con información sobre la energía de los fotones-- objetos que hasta ahora solo se podían estudiar en imagen".
La científica del proyecto a cargo de la exploración Catarsis, Patricia Sánchez Blázquez, ha señalado que "el gran campo de visión de Tarsis y la profundidad de las observaciones planificadas ofrecen además oportunidades únicas para el descubrimiento, incluyendo decenas de miles de galaxias emitan gran parte de su luz en el ultravioleta".
La Universidad de Granada (UGR) está también "plenamente comprometida" con el proyecto. Mónica Relaño Pastor, co-coordinadora del proyecto científico y representante de la UGR en el consorcio Tarsis, ha apuntado "la relevancia de CATarsis no solo en reconstruir cómo las galaxias forman estrellas a lo largo de su vida, sino en el estudio de la participación del entorno en la formación y evolución de las galaxias".
Las observaciones de Catarsis permitirán a los investigadores validar el modelo cosmológico estándar y comprender la naturaleza de la materia y energía oscuras, así como la relación entre la evolución de las galaxias y su entorno. Estudios cosmológicos previos de Calar Alto, Alhambra y Califa, así como el legado Cavity en curso (este último liderado por el grupo de Astrofísica Galáctica de la UGR), han contribuido a nuestra comprensión de los mecanismos de formación y evolución de galaxias en los últimos años.
En la próxima década, Catarsis proporcionará un conjunto completo de datos de dieciséis cúmulos de galaxias valiosos como legado para la comunidad astronómica de todo el mundo. Tarsis también se ofrecerá a otros grupos en tiempo abierto, lo que lo convertirá en el principal instrumento de trabajo para el telescopio de 3,5 m en los próximos años.
El Observatorio de Calar Alto es una de las infraestructuras que pertenecen al mapa de Infraestructuras Científicas y Técnicas Singulares (ICTS), aprobado por el Consejo de Política Científica, Tecnológica y de Innovación el 6 de noviembre de 2018.
