Observatorios: ALMA

Ángel Gómez Roldán / 20-05-2009

El Llano de Chajnantor es un altiplano situado entre 5.000 y 5.100 metros de altura en los Andes Chilenos septentrionales, cerca de la frontera con Argentina y Bolivia, en pleno desierto de Atacama, uno de los lugares más áridos del planeta. La extrema sequedad y altura de este remoto lugar fueron dos de los argumentos que decidieron que Chajnantor se convirtiera en el emplazamiento del que será en pocos años el observatorio radioastronómico más importante del mundo: ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (gran conjunto milimétrico/submilimétrico de Atacama), un complejo de hasta 66 radiotelescopios de entre 7 y 12 metros de diámetro repartidos en una superficie de más de 20 km2.

Las condiciones ambientales son muy severas en Chajnantor: la presión atmosférica es de poco más de la mitad de su valor en el nivel del mar, mientras que la intensidad de los rayos ultravioletas es un 70% más alta. El gradiente térmico día-noche puede superar los 40 grados centígrados, y, como se ha mencionado, la humedad es bajísima. Todo ello hace que esta meseta de unos veinte kilómetros de extensión acoja el más seco, más alto, y de cielos más limpios y oscuros de todos los observatorios astronómicos terrestres del mundo, superando en casi un kilómetro de altura al Observatorio de Mauna Kea, en Hawai (4.200 m), y en 500 metros al Observatorio Astronómico Indio del Monte Saraswati en el Himalaya (4.500 m).

¿Por qué se escogió Chajnantor para construir ALMA? Como la atmósfera es casi opaca a las ondas milimétricas y submilimétricas, que son las longitudes de onda a las que trabajará ALMA, para poder tener el mejor y mayor acceso posible a estas bandas espectrales los radiotelescopios han de estar en los lugares más elevados y menos húmedos que se encuentren. Y, tras una búsqueda de años, los astrónomos escogieron este altiplano del desierto de Atacama.

El proyecto de ALMA ha requerido una de las infraestructuras astronómicas más internacionales que existen. Sus socios financiadores principales son Europa, a través del Observatorio Europeo Austral (ESO); los Estados Unidos y Canadá, liderados por la Fundación Nacional de la Ciencia (NSF) y el Consejo Nacional de Investigación (NRC), respectivamente; Japón, con los Institutos Naturales de Ciencias Naturales (NINS); y Taiwán, con la Academia Sinica (AS). Y en cooperación con la República de Chile. El costo del proyecto, de unos mil millones de euros, hace que sea el más caro y ambicioso de los observatorios astronómicos terrestres actuales.

El movimiento de terrenos para ALMA comenzó en octubre de 2005, y su finalización se prevé hacia 2012. Las primeras antenas ya están siendo instaladas en Chajnantor, y las infraestructuras como el Centro de Operaciones cerca de San Pedro de Atacama (a 2.900 metros de altura, desde donde se controlará remotamente el complejo), están muy avanzadas. Una de las mayores complejidades del proyecto es que las antenas han de poder funcionar de manera simultánea en modo interferométrico, por lo que todas se encontrarán conectadas por kilómetros de fibra óptica subterránea. (Recordar que un interferómetro es un grupo de radiotelescopios que trabajan a la vez para emular una antena única tan grande como la máxima distancia entre las antenas individuales).

ALMA consta de dos componentes principales: el interferómetro principal y el compacto (conocido como ACA, Atacama Compact Array). El interferómetro principal lo forman entre 50 y 64 antenas, según la financiación disponible, de 12 metros de diámetro. Se podrán mover formando distintas configuraciones, que van desde una muy cerrada, en una superficie de sólo 150 metros de diámetro, hasta la más abierta, en la que las antenas están distribuidas en un área de unos 18 km. A diferencia de otros interferómetros, en los cuales las antenas se desplazan por raíles, en ALMA los radiotelescopios son transportados por un vehículo pesado, de 28 ruedas, especialmente construido para ser capaz de mover las 115 toneladas de cada antena y posicionarla con extrema precisión. Y, a mayor distancia entre antenas, mayor resolución espacial se consigue; de hecho, la máxima prevista es de unos 10 milisegundos de arco, diez veces superior a la del hasta ahora mayor conjunto de radiotelescopios, el VLA de Nuevo México.

Por su parte, el interferómetro compacto o ACA, la mayor contribución japonesa, constará de 12 antenas de 7 metros de abertura y 4 antenas de 12 metros, situadas en una zona de únicamente 50 metros de diámetro. Uno de sus objetivos es servir para las observaciones de gran campo, y puede funcionar a la vez con el resto de sus “hermanas” mayores del interferómetro principal. Las antenas de ALMA son de tres modelos diferentes, según el socio mayoritario que las ha construido: Europa, EE.UU. y Japón. Aunque esta estrategia industrial en la que cada uno ha “barrido para casa” no es la más óptima, los resultados científicos lo serán. ALMA ofrecerá una excelente combinación de sensibilidad, resolución angular y espectral, y una gran fidelidad de imagen a unas longitudes de onda en las que destacan los objetos “fríos” del Cosmos.

Por reseñar sólo algunos de sus objetivos científicos, mencionar que será una herramienta de primer orden para el estudio de las primeras estrellas y galaxias formadas tras el Big Bang, ya que al ser tan distantes, su luz ha sido desplazada por la expansión del Universo y nos llega situada en la región milimétrica y submilimétrica del espectro. A distancias mucho más cercanas, permitirá observar los procesos de formación de estrellas y planetas. Sin el impedimento que supone el polvo interestelar para las observaciones ópticas, con ALMA los científicos serán capaces de descubrir los detalles del origen de estrellas jóvenes recién nacidas, así como mostrarnos planetas extrasolares en pleno proceso de formación.

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El autor

Ángel Gómez Roldán es Divulgador científico especializado en astronomía y ciencias del espacio, y director de la revista "AstronomíA".

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