La UCSC busca rastros del amanecer cósmico con un telescopio portátil único en el mundo

Los académicos Dr. Ricardo Bustos y Dra. Silvia Restrepo participaron en encuentros internacionales que reforzaron las alianzas científicas detrás del proyecto MIST, dedicado a detectar la esquiva señal de 21 cm emitida por el hidrógeno primitivo. Las reuniones en Caltech, NASA/JPL y universidades estadounidenses permitieron proyectar nuevas colaboraciones y avanzar en el desarrollo instrumental y analítico de esta iniciativa que posiciona a la Casa de Estudios en la frontera de la cosmología experimental.

Los académicos de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Católica de la Santísima Concepción (UCSC), Dr. Ricardo Bustos y Dra. Silvia Restrepo, participaron recientemente en una serie de actividades científicas internacionales en el marco del proyecto MIST (Mapper of the IGM Spin Temperature), iniciativa que busca detectar desde Chile la tenue señal del hidrógeno neutro de 21 cm emitida durante el “amanecer cósmico”.

Los investigadores expusieron parte de los avances del proyecto MIST en un workshop internacional en California Institute of Technology (Caltech), instancia en la que la profesora Silvia Restrepo presentó un póster sobre las “Mediciones con la antena de MIST en Concepción”, trabajo originado en la tesis de la titulada de Ingeniería Eléctrica, Cinthia Altamirano, quien también es autora principal de un reciente paper derivado del proyecto.

Durante su paso por Estados Unidos, el equipo además de participar en el workshop en Caltech, compartieron con especialistas mundiales en instrumentación astronómica de la señal global de 21-cm. En una de las jornadas, tuvieron la oportunidad de visitar y recorrer las instalaciones de la NASA/JPL en Pasadena, donde se diseñan y construyen las naves espaciales, además de los centros de recepción de datos de misiones espaciales, instancia valorada por su aporte al fortalecimiento de colaboraciones científicas.

La agenda internacional incluyó además reuniones sobre Inteligencia Artificial con expertos en San Bernardino y una visita a Princeton University, con el fin de avanzar en investigaciones conjuntas con el Simons Observatory. Esta alianza ha sido clave para el desarrollo y las operaciones que realiza UCSC del radiómetro de 183 GHz para el estudio de la calidad atmosférica en el norte de Chile, aspectos esenciales para mejorar las capacidades de observación de los radio observatorios ubicados en el área de Chajnantor.

Proyección MIST

MIST es un proyecto que impulsa la UCSC desde 2018 y cuyo instrumento principal —un radiotelescopio portátil y de muy bajo consumo— se desarrolla en colaboración con instituciones como McGill University, U. California Berkeley, NRAO y CSIRO. Entre sus objetivos centrales está la detección de la señal de 21 cm originada en la época de reionización del universo, cuando surgieron las primeras estrellas. Esta señal ha sido registrada solo una vez, en 2018, por el radiotelescopio EDGES en Australia, lo que subraya la complejidad del desafío científico.

Desde 2021, el radiotelescopio MIST ha generado observaciones que confirmaron su adecuado diseño, dando paso a una nueva etapa enfocada en el análisis de datos, la escritura de artículos científicos y la refinación de su instrumentación para mejorar futuras campañas tanto en Chile como en Canadá. Actualmente el equipo trabaja con datos obtenidos en el Ártico, mientras espera la incorporación del investigador postdoctoral Jeison Alfonso, proveniente de Bogotá, quien reforzará la etapa de modelación y análisis de los datos obtenidos por MIST.

El proyecto, liderado por el Dr. Bustos como investigador principal, cuenta con un equipo multidisciplinario integrado por el Dr. Raúl Monsalve (U. California Berkeley y UCSC) y la Dra. Silvia Restrepo como coinvestigadores principales, además de Cinthia Altamirano, Ian Hendricksen, Christian Bye, Francis McGee, Cynthia Chiang, Jonathan Siever, Nithyanandan Thyagarajan, Patricio Mena, Lisa Nasu-Yu y Vadym Bidula. Esta red internacional ha permitido sostener un trabajo constante de discusión académica, exploración de nuevas ideas y planificación de futuros hitos.

Destacado en revista Physics World

Uno de los avances recientes del proyecto es su aparición en la revista Physics World, donde MIST fue incluido entre ejemplos destacados de iniciativas científicas emergentes en la detección de la señal de 21 cm. Para el equipo, esta mención refleja el creciente interés internacional en los resultados que esperan obtener, especialmente debido a la complejidad de la señal buscada y a la metodología diferenciadora que propone el proyecto.

A diferencia de otros radiotelescopios mencionados en la publicación, MIST se caracteriza por no utilizar un plano de tierra metálico, decisión que introduce un desafío técnico importante: comprender cómo las características naturales del suelo —ya sea conductor, medianamente conductor o poco conductor— modifican la respuesta de la antena. El Dr. Bustos explica que, aunque el plano metálico es una solución común, su implementación real genera bordes e interacciones con el terreno que aún no están completamente comprendidos.

El equipo de MIST considera que esta aproximación puede aportar nuevas perspectivas para la comunidad científica internacional. Su naturaleza portátil permite instalar el telescopio en diversos lugares del mundo, lo que ha posibilitado observaciones en el Ártico en Canadá y en California y Nevada en Estados Unidos y la evaluación de futuros sitios con condiciones óptimas de ruido radioeléctrico.

De cara a los próximos meses, el proyecto se encamina hacia nuevos análisis, la publicación de un quinto paper relacionado con MIST y la exploración de nuevos sitios de observación en el hemisferio sur y norte. Con su creciente presencia en entornos científicos internacionales, MIST continúa consolidándose como un aporte relevante en la búsqueda de una de las señales más difíciles y fundamentales para comprender el origen del universo.