Sitios para observar el cielo

Cumbres hermosas, paisajes extra?os, cielos azules, noches estrelladas. Lugares remotos donde las c¨²pulas de los telescopios han colonizado un territorio, frecuentado casi exclusivamente por astr¨®nomos que buscan descifrar los secretos del Universo.

La ubicaci¨®n de los observatorios astron¨®micos no es casual; desde hace siglos se han buscado simas altas y limpias para ver las estrellas con m¨¢s claridad. Los criterios para identificar los lugares ¨®ptimos se han ido sofisticando con el tiempo. Los primeros buscadores usaron la intuici¨®n, la exploraci¨®n del paisaje y notas recogidas en cuadernos de bit¨¢cora. Ahora el estudio de la atm¨®sfera para la observaci¨®n astron¨®mica es una ciencia de futuro, que ha unido los avances de la ?ptica, la Meteorolog¨ªa o la Ingenier¨ªa para configurar una disciplina nueva.

Las estrellas son objetos tan lejanos que se ver¨ªan como puntos perfectos de luz si no existiera la atm¨®sfera

El rayo de luz procedente de la estrella se desv¨ªa y ensancha a medida que atraviesa la atm¨®sfera

Son muchos los par¨¢metros que definen la bondad de un lugar para la observaci¨®n del cielo. En su mayor¨ªa dependen de las propiedades de la atm¨®sfera aunque algunos est¨¢n tambi¨¦n relacionados con la geolog¨ªa del lugar. Entre los m¨¢s prioritarios est¨¢n: el tiempo ¨²til, el fondo del cielo y la calidad de imagen o seeing.

El tiempo ¨²til

Los observatorios est¨¢n en lugares secos, casi sin vegetaci¨®n, resultado de lluvias escasas, cielos sin nubes y poca humedad. El tiempo ¨²til para la observaci¨®n es el n¨²mero de d¨ªas con el cielo despejado. Un buen lugar debe tener m¨¢s de 260 noches por a?o en las que se pueda observar el cielo.

Adem¨¢s de despejado, el cielo debe ser oscuro para que su brillo no impida ver objetos muy d¨¦biles. La exploraci¨®n del universo nos lleva a estudiar objetos muy lejanos que nos cuentan c¨®mo era ¨¦ste en ¨¦pocas pret¨¦ritas. La luz que llega desde un cuerpo celeste es tanto m¨¢s d¨¦bil cuanto m¨¢s lejos est¨¢. S¨®lo en cielos oscuros se pueden distinguir aquellos objetos que nos dan las claves para la Cosmolog¨ªa.

A menudo los observatorios est¨¢n en lugares remotos. Paranal en Chile o MaunaKea en la isla de Hawai est¨¢n muy lejos de las ciudades que, con su iluminaci¨®n contaminan el cielo haci¨¦ndolo artificialmente brillante. Algunos, muy pocos, en lugares menos remotos y m¨¢s accesibles, como el Observatorio del Roque de los Muchachos en la isla de La Palma disfrutan tambi¨¦n de cielos oscuros. Esto se consigue gracias a leyes que lo protegen de la contaminaci¨®n lum¨ªnica. Espa?a ha sido pionera en promulgar este tipo de leyes de las que recientemente ha surgido la iniciativa de Unesco Starlight, que defiende el "derecho del hombre a disfrutar de la luz de las estrellas".

La calidad de la imagen

El po¨¦tico "titilar" de las estrellas tambi¨¦n es una limitaci¨®n para la observaci¨®n. Resulta de la turbulencia de la atm¨®sfera terrestre, que perturba la radiaci¨®n que la atraviesa. Las estrellas son objetos tan lejanos que se ver¨ªan como puntos perfectos de luz si no existiera la atm¨®sfera. El rayo de luz procedente de la estrella se desv¨ªa y ensancha a medida que atraviesa la atm¨®sfera. El resultado es una mancha circular en vez de un punto perfecto, cuyo tama?o se denomina seeing. Su valor es tanto mayor cuanto mayor sea la turbulencia y tiene dos efectos negativos claros. Por un lado la energ¨ªa de la radiaci¨®n de la estrella se reparte en el ¨¢rea de la mancha. Cuando observamos una estrella brillante este efecto de diluci¨®n no importa mucho pero, si observamos galaxias o nebulosas muy d¨¦biles el seeing las difumina disminuyendo el contraste. Adem¨¢s, el seeing al aumentar aparentemente el tama?o de un objeto limita la capacidad de distinguir astros que est¨¦n muy pr¨®ximos entre s¨ª.

Adem¨¢s, es un par¨¢metro prioritario para establecer una "clasificaci¨®n" de bondad de la calidad del cielo de un observatorio astron¨®mico. Define la calidad de imagen y es cuantificable a partir de los "monitores de seeing", instrumentos calibrados y estandarizados. Si la turbulencia no es muy alta, la distorsi¨®n de la imagen que produce la atm¨®sfera se puede llegar a corregir con sistemas de ?ptica Adaptativa implementados en los telescopios.

La turbulencia atmosf¨¦rica tiene variaciones temporales muy r¨¢pidas. Para medirla se necesitan instrumentos capaces de muestrearla a alta frecuencia (cientos de im¨¢genes por minuto). Pero adem¨¢s tiene oscilaciones de periodos m¨¢s largos, relacionados con las variaciones del clima local. La caracterizaci¨®n moderna de un observatorio tiene que incluir el an¨¢lisis de bases de datos extensas en el tiempo (decenas de a?os) que permitan la caracterizaci¨®n correcta y con las que adem¨¢s se desarrollen modelos de predicci¨®n. Es posible, poniendo en com¨²n datos y modelos, optimizar los recursos de observaci¨®n astron¨®mica, planificando la observaci¨®n para el momento m¨¢s adecuado.

El lugar perfecto

Cielos despejados y oscuros, poca humedad, atm¨®sfera estable con poca turbulencia y vientos moderados. Lugares geol¨®gicamente bien caracterizados con suelo rocoso capaz de sustentar inmensas estructuras que deben permanecer estables y a salvo de movimientos s¨ªsmicos o riesgos geol¨®gicos. Son algunos de los criterios que se imponen a los observatorios que han de albergar los telescopios del siglo XXI. A la sofisticaci¨®n del dise?o de espejos de tama?os colosales, hay que unir atm¨®sfera de muy buena calidad, que no ponga en riesgo la gran inversi¨®n que supone el desarrollo de los nuevos telescopios. El futuro de la astronom¨ªa en tierra apuesta por telescopios cada vez m¨¢s grandes y sofisticados que, unidos a cielos despejados y n¨ªtidos permitir¨¢n ver objetos lejanos que son la clave para trazar la historia del universo.

Casiana Mu?oz-Tu?¨®n es investigadora del Instituto de Astrof¨ªsica de Canarias.