Ya han comenzado los preparativos en el Observatorio Astrofísico de Javalambre (OAJ) para instalar una réplica del telescopio binocular que se lanzará al espacio con la misión ARRAKIHS (Analysis of Resolved Remnants of Accreted galaxies as a Key Instrument for Halo Surveys). El instrumental estará listo antes de finales de año y será parte esencial de la colaboración del CEFCA con la primera misión de la Agencia Espacial Europea que lidera España.

La misión ARRAKIHS incluye a más de 90 investigadores y tecnólogos de 22 centros de investigación y universidades en España, Suiza, Suecia, Austria, Bélgica, Portugal, Noruega, Reino Unido, Estados Unidos, Taiwan y Tailandia. El consorcio integra también a empresas españolas y europeas del sector aeroespacial.

Explicado de modo sencillo, la misión observará 80 galaxias cercanas parecidas a nuestra Vía Láctea con una profundidad sin precedentes. En concreto, la misión tiene como reto detectar la luz de objetos con brillo superficial 10.000 veces más débil que las zonas más oscuras que vemos en el cielo nocturno. Y para ello, se lanzará un satélite que orbitará en torno a la tierra a 800 kilómetros de altura.

La contribución del Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón (CEFCA) será triple: científica, con investigadores que trabajan en el análisis científico de datos, técnica, liderando el desarrollo del software que procesará y analizará los datos y, práctica, con observaciones desde el OAJ con un telescopio binocular muy similar al que se lanzará al espacio. Esta última contribución se pondrá en marcha en unas semanas.

Antes de finales de año se integrará en el edificio de monitores del OAJ este doble telescopio, conocido como Demostrador de Tierra de la misión espacial, con el cual se realizarán observaciones durante al menos dos años. En el edificio ya está lista la montura sobre la que irá el binocular, así como el resto del equipamiento auxiliar necesario para su operación y control.

Cada uno de los dos binoculares que se lanzarán constará de dos telescopios (de 150 mm de diámetro), cuyo diseño ha sido validado con éxito en el espacio, tanto en la Estación Espacial Internacional, como a bordo de microsatélites. En esta fase inicial se usará una versión optimizada de este equipamiento. Está destinada a demostrar su calidad de imagen y refinar tanto la estrategia observacional como las rutinas y códigos de procesado de imágenes con un equipo liderado por el Dr. Antonio Marín-Franch del CEFCA. El trabajo en el observatorio desarrollará además sistemas de autoguiado, probará las prestaciones de los telescopios y supondrá la primera adquisición de imágenes, todo ello previo al lanzamiento de la misión previsto para el año 2030.

¿Qué es la materia oscura?

La misión ARRAKIHS nace hace 13 años y concurrió junto a otras 19 propuestas de consorcios europeos en un proyecto competitivo para ser finalmente seleccionada como misión F (Fast). La pregunta que sobrevuela es “¿Qué es la materia oscura?” y se quiere responder mediante la misión espacial.

Si hacemos caso al modelo cosmológico estándar, en torno a cualquier galaxia se deberían observar objetos de menor masa (las llamadas galaxias enanas) cuyos componentes son engullidos por la galaxia masiva central. En dicho proceso, se forman las llamadas corrientes estelares de marea compuestas por las estrellas que se van arrancando a esas galaxias enanas. Esos rastros orbitan en el halo de las galaxias masivas, como nuestra Vía Láctea, al desgajarse por interacción gravitatoria.

El objeto de esta misión espacial es poner a prueba dicho modelo cosmológico y tratar de detectar rastros estelares que han resultado esquivos hasta ahora. El motivo es la discrepancia entre el número de galaxias enanas y de corrientes de marea que se detectan, y las que, según las predicciones, deberían darse: las simulaciones predicen una mayor abundancia de la observada. ¿Falla el modelo o los instrumentos con los que se ha observado hasta ahora?

Para resolver esta discrepancia, ARRAKIHS se plantea observar las galaxias más cercanas y similares a la nuestra desde el espacio con una profundidad sin precedentes hasta la fecha. Para ello, es clave el equipo técnico y científico del CEFCA, reconocido a nivel europeo por su capacidad para detectar los objetos con muy bajo brillo superficial. La misión situaría el satélite a 800 kilómetros de la tierra y evitará así la contaminación de la atmósfera. El objetivo es la observación profunda, 10.000 veces más que el punto más oscuro del cielo visto desde la Tierra. Según los últimos estudios, a este nivel debería detectarse al menos una corriente de marea en cada una de las 80 galaxias masivas que se observarán.

Los representantes españoles de la misión están encabezados por el Dr. Rafael Guzmán (Instituto de Física de Cantabria, IFCA) en colaboración con investigadores del IFCA, el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE), la Universidad Complutense de Madrid (UCM), el Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón (CEFCA), el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA), el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y el Centro de Astrobiología (CAB).

Hasta el 10 de octubre la Semana Mundial del Espacio se fija en misiones espaciales como ARRAKIHS y destaca sus contribuciones científicas y técnicas a lo largo de los años. Esta semana quiere inspirar a los estudiantes y fomentar la cooperación internacional en la divulgación y la educación sobre el espacio.