El Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón es el primer y único instituto de investigación en astrofísica de la región. Participado por el Gobierno de Aragón y el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, su misión principal ha sido la definición, construcción y, ahora, operación y explotación científica del Observatorio Astrofísico de Javalambre.

Texto: Luisa Valdivielso Casas | Fotos: CEFCA/Galáctica 

El Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón (CEFCA) es un instituto de investigación en astrofísica del Gobierno aragonés, fundado en 2008, con el objetivo de definir, construir, operar y explotar científicamente el Observatorio Astrofísico de Javalambre (OAJ). Esta infraestructura astronómica está ubicada en el Pico del Buitre, a 1957 m de altitud, en la provincia de Teruel. Desde 2014, pertenece al mapa español de Infraestructuras Científicas y Técnicas Singulares (ICTS).

Cartografiados de gran escala

El Observatorio está equipado con dos telescopios principales con gran campo de visión y calidad de imagen limitada por el seeing en todo el campo: el Javalambre Auxiliary Survey Telescope (JAST80), con un espejo principal de 0,8  m de diámetro, y el Javalambre Survey Telescope (JST250) de 2,5  m. Ambos están dotados con instrumentación panorámica que incorpora conjuntos de filtros ópticos únicos en el mundo.

El instrumento principal del telescopio JAST80 es T80Cam. Se trata de una cámara con un campo de visión efectivo de 2°², instalada en el foco Cassegrain del telescopio, que integra un conjunto de doce filtros, cinco anchos (ugriz) y siete intermedios, localizados en longitudes de onda relevantes para la física estelar, el estudio de galaxias cercanas con resolución o la detección de objetos extremos a lo largo de la historia del universo.

Por su parte, el JST250 dispone de una cámara científica de 1,2 Gpixel denominada JPCam. Con un mosaico de catorce detectores CCD de gran formato y un campo de visión de 4,1°², es hoy una de las cámaras astronómicas más grandes del mundo. Ha sido diseñada para maximizar tanto el campo de visión como el rango espectral cubierto, manteniendo una calidad de imagen en todo el plano focal y proporcionando imágenes de bajo ruido de lectura. Dispone de un sistema de 54  filtros estrechos de 14,5 nm, más dos filtros anchos que cubren de forma continua el rango óptico del espectro electromagnético, desde 350 hasta 1050  nm, proporcionando así un espectro de baja resolución de cada pixel del cielo observado.

El CEFCA cuenta con otra gran infraestructura dedicada a almacenar, procesar, gestionar y calibrar científicamente el enorme volumen de datos recopilado por ambos telescopios, que también forma parte de la ICTS. Se trata de la Unidad de Procesado y Archivo de Datos (UPAD), con ~5PB de capacidad de almacenamiento. Las imágenes y catálogos del OAJ se encuentran a disposición de la comunidad a través de bases de datos científicas alojadas en los portales de acceso web del CEFCA, bajo los principios FAIR (localizable, accesible, interoperable y reutilizable) y los estándares del Observatorio Virtual Internacional.

Además, el CEFCA dispone de una unidad de aluminizado de espejos de hasta 3  m de diámetro y de equipamiento de caracterización óptica y metrológica, y ofrece sus servicios a la comunidad científica y empresas del sector de I+D+i nacional e internacional.

Proyectos y colaboraciones

La excepcionalidad del OAJ radica en la instrumentación astronómica de vanguardia, diseñada especialmente para llevar a cabo cartografiados fotométricos a gran escala sin precedentes del universo en todo el rango espectral óptico, y con vocación de convertirse en proyectos de legado para toda la comunidad científica con la puesta a disposición pública de todos los datos. Los grandes proyectos llevados a cabo actualmente desde el OAJ y que constituyen la materia prima para la actividad investigadora del CEFCA son:

• J-PLUS: Javalambre Photometric Local Universe Survey (http://j-plus.es). Es el primer gran cartografiado de T80Cam en el JAST80 y está observando miles de grados cuadrados del cielo. Los datos públicos más recientes (J-PLUS DR3) cubren más de 3000 grados cuadrados y contienen información para cuarenta millones de objetos. En este momento se han observado y están siendo procesados ya unos 5000 grados cuadrados que se publicarán a lo largo de 2025.
• J-PAS: Javalambre Physics of the accelerating universe Astrophysical Survey (http://www.j-pas.org). Iniciado en 2023, es el primer gran cartografiado estratégico de JPCam en el JST250, que proporcionará el estudio fotométrico 3D más preciso del universo hasta la fecha. Su objetivo es observar miles de grados cuadrados desde el hemisferio norte con el sistema de filtros de JPCam. Los datos de J-PAS proporcionan un espectro de baja resolución (R ~ 50) de millones de estrellas y galaxias. Esto permite llevar a cabo estudios punteros en todos los campos de la astrofísica, desde los cuerpos menores del sistema solar hasta la cosmología, pasando por el estudio de estrellas de la Vía Láctea y la formación y evolución de las galaxias. La primera publicación de datos de J-PAS se realizó en noviembre de 2024, con unos 450  000 objetos catalogados, y ya se han observado cerca de 100 grados cuadrados.
• J-VAR: aprovechando las noches no fotométricas del OAJ, realiza once visitas en distintas épocas con siete filtros a campos previamente observados por J-PLUS. Con cadencia típica de una semana, J-VAR proporciona la dimensión temporal a los datos del OAJ, permitiendo obtener curvas de brillo de estrellas variables, detectar cuerpos menores del sistema solar y encontrar nuevos candidatos a Novae y Supernovae. Los primeros 200 grados cuadrados de J-VAR están disponibles de forma pública desde julio de 2024.

 

Estos proyectos generan catálogos públicos que, como los históricos  SDSS  o  Gaia, servirán de referencia durante décadas.

Además de estos cartografiados, existen otros proyectos realizados durante el tiempo abierto competitivo que el OAJ ofrece a la comunidad científica internacional por su estatus como ICTS. Durante el periodo 2023-2027 se están llevando a cabo cuatro proyectos de legado de segunda generación con el JAST80, denominados mini-HAWK, J-ALFIN, MUDEHaR y North-Phase.

El CEFCA participa también en consorcios internacionales y mantiene acuerdos de colaboración con otros proyectos, como son la misión Euclid de la ESA, el proyecto IAXO (International Axion Observatory) y WEAVE (WHT Enhanced Area Velocity Explorer). CEFCA es, además, miembro de la misión ARRAKIHS, primera misión espacial liderada por España en el programa científico de la ESA, cuyo lanzamiento está previsto para 2030. Su objetivo es poner a prueba la concepción actual sobre la materia oscura, con la observación de un centenar de galaxias similares a la Vía Láctea, alcanzando brillos superficiales sin precedentes, suficientes para detectar las débiles colas de marea y los satélites de baja masa predichos por las teorías actuales.

En el horizonte, el CEFCA avanza con la mirada hacia el futuro, con el desarrollo de proyectos para implementar nuevas infraestructuras y telescopios en el OAJ, destinados a la defensa planetaria y la definición de proyectos de legado de segunda generación para el JST250.