El telescopio que observar¨¢ desde el espacio
Un instrumento revolucionario que expandir¨¢ los fimites conocidos del universo
A mediados del pr¨®ximo a?o se pondr¨¢ en orbita el telescopio espacial Hubble, denominado as¨ª en memoria del astr¨®nomo del mismo nombre, un complejo instrumento del que se encuentra pendiente la comunidad astron¨®mica mundial. Los cient¨ªficos esperan que sirva para escudri?ar el universo hasta l¨ªmites 10 veces superiores a los actuales y ayude a resolver misterios como los de otros posibles sistemas planetarios y los cuasares. El responsable europeo del desarrollo del telescopio explica en este art¨ªculo lo que supondr¨¢ el revolucionario instrumento.
No es dif¨ªcil imaginar que cuando el gran telescopio espacial Hubble Space Telescope empiece a funcionar, a mediados de 1986, la investigaci¨®n astron¨®mica experimentar¨¢ una verdadera revoluci¨®n. De hecho, este instrumento expandir¨¢ de golpe los confines del universo conocido 10 veces m¨¢s all¨¢ tanto en el espacio como en el tiempo y permitir¨¢ observar planetas, nebulosas y galaxias con una nitidez un centenar de veces mayor de lo que ha sido posible hasta ahora. Esto supone un avance cualitativo en la astronom¨ªa ¨®ptica superior al producido en 1948 con el telescopio de cinco metros del monte Palomar.El Hubble Space Telescope es un proyecto financiado por la NASA en el que Europa participa con una contribuci¨®n sustancial a trav¨¦s de la Agencia Europea del Espacio (ESA), de la que Espa?a forma parte. Consiste en un telescopio ¨®ptico de 2,4 metros de di¨¢metro con cinco instrumentos instalados en su plano focal, que ser¨¢ puesto en ¨®rbita a una altura de 500 kil¨®metros por medio de la lanzadera espacial americana Space Shuttle.
Las dimensiones del Space Telescope son inferiores a las de los telescopios terrestres m¨¢s avanzados, pero sus caracter¨ªsticas de observatorio espacial le hace un instrumento revolucionario.
Los astr¨®nomos estamos ya acostumbrados a la utilizaci¨®n de sat¨¦lites astron¨®micos: el observatorio de rayos gan¨ªrna COS-B, el ultravioleta IUE, los observatorios de rayos X Einstein y EXOSAT, y el infrarrojo IRAS; todos ellos han disfrutado la posibilidad de observar desde el espacio aquellas porciones del espectro electromagn¨¦tico (infrarrojo, ultravioleta, rayos X y gan¨ªrna) que, debido a la absorci¨®n selectiva de nuestra atm¨®sfera, no consiguen llegar a la superficie terrestre.
Tambi¨¦n el Space Telescope tendr¨¢ la posibilidad de observar un intervalo espectral, desde el ultravioleta al infrarrojo cercano, m¨¢s amplio de lo alcanzable desde la Tierra; pero, a diferencia de los anteriores experimentos, aprovechar¨¢ dos caracter¨ªsticas m¨¢s del ambiente espacial que resultan muy ventajosas para la observaci¨®n astron¨®mica: la ausencia de turbulencia atmosf¨¦rica y la menor luminosidad del cielo.
Toda persona que haya tenido la posibilidad de observar una estrella a trav¨¦s de un telescopio de di¨¢metro mayor de una decena de cent¨ªmetros habr¨¢ seguramente notado c¨®mo la imagen estelar no parece puntiforme y estable, sino que se asemeja a un capullo de algod¨®n que danza sin parar en el campo del ocular.
Esto se produce porque la luz de: la estrella, antes de ser recogida por el objetivo del telescopio, ha debido atravesar capas atmosf¨¦ricas distintas y con caracter¨ªsticas continuamente variables; este efecto, al que los astr¨®nomos denominamos seeing, depende mucho de la situaci¨®n geogr¨¢fica del lugar de observaci¨®n y, por supuesto, de las condiciones meteorol¨®gicas, y limita fuertemente la capacidad de resoluci¨®n; es decir, la posibilidad de distinguir objetos estelares que est¨¦n muy pr¨®ximos entre s¨ª.
Para los observatorios astron¨®micos mejor situados (en Chile, la isla de Hawai o en la isla de la Palma), la separaci¨®n m¨ªnima para que todav¨ªa se puedan distinguir dos estrellas pr¨®ximas es de un segundo de arco; sin embargo, las condiciones atmosf¨¦ricas no siempre permiten conseguir estos valores. En el espacio, la ausencia de la atm¨®sfera elimina este efecto y, por tanto, el poder resolutivo queda limitado exclusivamente por las caracter¨ªsticas ¨®pticas del instrumento y estabilidad en el apuntado del telescopio, que, en el caso espec¨ªfico del Hubble Space Telescope, se pre
El telescopio que observar¨¢ desde el espacio
v¨¦ la posibilidad de separar estrellas 50 veces m¨¢s juntas de las observables desde la Tierra.Las capas altas de la atm¨®sfera, bombardeadas continuamente por el viento solar y part¨ªculas c¨®smicas, y las m¨¢s bajas, iluminadas artificialmente por los asentamientos urbanos, hacen que el cielo nocturno no sea completamente oscuro ni siquiera en los lugares m¨¢s desiertos, lo que impide distinguir del fondo los objetos celestes m¨¢s d¨¦biles. La ausencia de la atm¨®sfera, en el caso del telescopio espacial, atenuar¨¢ notablemente este problema, aunque, dado que se encontrar¨¢ a 500 kil¨®metros de altura, no podr¨¢ eliminarlo por completo.
Objetos celestes 100 veces m¨¢s d¨¦biles
Teniendo en cuenta todas estas ventajas ofrecidas por el ambiente espacial, el Space Telescope conseguir¨¢ registrar im¨¢genes de objetos celestes alrededor de 100 veces m¨¢s d¨¦biles de los que ahora pueden observarse desde tierra; transformando estos datos en t¨¦rminos de distancia, podemos decir que nuestras observaciones alcanzar¨¢n 10 veces m¨¢s lejos. Es muy dif¨ªcil describir e incluso enunciar en este breve espacio cu¨¢les y cu¨¢ntas son las perspectivas que se abren a la investigaci¨®n astron¨®mica, sobre todo a la cosmolog¨ªa, con la llegada del Space Telescope.
A t¨ªtulo de ejemplo, podr¨ªamos nombrar aqu¨ª concisamente la posibilidad de mejorar y extender el conocimiento de la escala de distancias del universo, dato esencial para la verificaci¨®n de cualquier modelo cosmol¨®gico, o bien la posibilidad de observar galaxias y cuasares pertenecientes a ¨¦pocas mucho m¨¢s j¨®venes en la historia del cosmos y verificar as¨ª posibles efectos evolutivos. La elevada resoluci¨®n espacial y la alta sensibilidad del Space Telescope permitir¨¢n investigar la naturaleza de los n¨²cleos de las galaxias activas, en cuyo interior se liberan enormes cantidades de energ¨ªa, y quiz¨¢ sea posible determinar si verdadera mente contienen un objeto colapsado, un agujero negro.
El instrumento construido por la Agencia Europea del Espacio (ESA), la FOC (Faint Object Camera), instalado en el plano focal del telescopio espacial, permitir¨¢ llevar a cabo una de las investigaciones m¨¢s fascinantes: a trav¨¦s de la observaci¨®n de estrellas relativamente pr¨®ximas a nuestro Sol ser¨¢ posible desvelar la presencia de sistemas planetarios similares a aquel en el que vivimos.
Previendo el excepcional impacto cient¨ªfico del Space Telescope, la NASA ha confiado su gesti¨®n a un centro creado espec¨ªfica y completamente a este proyecto: el Space Telescope Science Institute, que inici¨® su actividad hace unos a?os en Baltimore (Estados Unidos), donde tambi¨¦n trabajan cient¨ªficos europeos. An¨¢logamente, la ESA ha constituido junto al Observatorio Europeo del Hemisferio Sur (ESO), un grupo de astr¨®nomos para la coordinaci¨®n en Europa de las actividades relativas al Space Telescope.
El papel de los observatorios terrestres
Ante estas impresionantes perspectivas y el imponente despliegue de fuerzas internacionales que suponen es natural preguntarse cu¨¢l ser¨¢ el papel de los observatorios ¨®pticos terrestres en la era del telescopio espacial; de hecho, a diferencia de los sat¨¦lites astron¨®micos precedentes que, como se recordar¨¢, entregaban datos absolutamente complementarios a las observaciones de tierra, el Space Telescope invade el dominio de los telescopios ¨®pticos con prestaciones adem¨¢s muy superiores. Esta pregunta tiene a¨²n m¨¢s sentido en Espa?a, donde se han construido y se han desarrollado algunos de los centros astron¨®micos internacionales de mayor envergadura del hemisferio norte.
Una r¨¢pida reflexi¨®n pone inmediatamente de manifiesto que los observatorios tradicionales nada tienen que temer al Space Telescope, sino que, por el contrario, su funci¨®n se ver¨¢ a¨²n m¨¢s valorada. Ante todo hay que considerar la parte meramente econ¨®mica: el coste total del Space Telescope se estima del orden de 200.000 millones de pesetas y resulta evidente que una empresa de este tipo no pueda repetirse f¨¢cilmente.
El Space Telescope, en su calidad de instrumento ¨²nico, ser¨¢ utilizado exclusivamente para aquellas observaciones clave, para las investigaciones m¨¢s avanzadas; abrir¨¢ nuevas v¨ªas que deber¨¢n ser luego consolidadas con un estudio paciente y sistem¨¢tico, y que requerir¨¢ una fracci¨®n considerable del tiempo de observaci¨®n actualmente disponible en los observatorios tradicionales.
El Space Telescope se integra, por tanto, perfectamente con estos ¨²ltimos y en cierto sentido no podr¨ªa llegar a su m¨¢xima eficiencia sin ellos. Ya a partir de ahora, en fase de preparaci¨®n de los programas observacionales del Space Telescope, resulta evidente que los grupos de investigaci¨®n que puedan ofrecer un adecuado soporte de observaci¨®n tradicional tienen las mayores posibilidades de que sus, propuestas sean aceptadas por el severo proceso de selecci¨®n.
En este contexto, los astr¨®nomos espa?oles se encuentran en una posici¨®n privilegiada y pueden ya establecer colaboraciones cient¨ªficas para el uso futuro del Space Telescope, empleando las excelentes instalaciones astron¨®micas a las que tienen acceso actualmente. Asimismo, como pa¨ªs miembro de la Agencia Europea del Espacio, los cient¨ªficos espa?oles tienen derecho a disponer de todos los medios ofrecidos por el Centro de Coordinaci¨®n Europeo para el Space Telescope (ST-ECF), que ser¨¢n particularmente relevantes en lo que al proceso y an¨¢lisis de datos se refiera.
En la actualidad ya se han establecido los primeros contactos entr¨¦ el centro ST-ECF y la comunidad astron¨®mica espa?ola: en un futuro se espera que ¨¦stos se vayan consolidando, abri¨¦ndose nuevas v¨ªas para una mayor y m¨¢s efectiva colaboraci¨®n en el uso de estos sofisticados medios de investigaci¨®n astron¨®mica.
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