El tamaño sí importa: el Telescopio Europeo Extremadamente Grande (E-ELT)

Jesús Burgos Martín / Annia Domènech / 27-01-2010

Un telescopio es, como se define en el glosario de caosyciencia, un sistema óptico que permite recoger gran cantidad de luz, mucha más de la que puede reunir la pupila del ojo humano, y acercar visualmente los objetos. Cuanto mayor sea el telescopio más cantidad de radiación abarca y más débiles son los objetos que puede detectar.

Un objeto puede parecernos débil observado desde la Tierra, y esto ya no está en la definición (si la consultan verán que continúa explayándose con los distintos tipos de telescopios), o bien porque su brillo intrínseco es pequeño o bien porque se encuentra extremadamente lejos y su radiación “empalidece” durante el largo camino recorrido. Aunque la poesía pueda confundir, recuerden que en la Tierra ocurre exactamente igual: cuánto más distante es una fuente de luz menos brillante parece. En ambos casos de “debilidad”, el tamaño del espejo primario del telescopio, que es el que se encarga di facto de colectar los fotones, los constituyentes de la luz, sí importa.

Debido a esto, los proyectos para los futuros telescopios destacan por sus medidas: unos 40 metros de espejo primario. Recordemos que actualmente entre los construidos el de mayores dimensiones es el Gran Telescopio CANARIAS (GTC), situado en La Palma (Islas Canarias), cuyo espejo primario de 10,4 metros exige una cúpula con un diámetro de 34 metros y una altura máxima de casi 26 metros, equivalente a un edificio de ocho alturas. Imaginen, entonces, el espacio “vital” que requerirá un espejo dieciséis veces mayor, el que considera la que es hoy por hoy la mayor apuesta internacional, y con más amplia participación, para la astronomía óptica e infrarroja desde Tierra: el Telescopio Europeo Extremadamente Grande (Extremely Large Telescope, E-ELT).

Liderado por la Organización Europea para la investigación astrofísica en el Hemisferio Austral (ESO), se estima que el E-ELT puede estar operativo en 2020, es decir dentro de una década.

En 1996, se dieron ya los primeros pasos hacia un proyecto similar al actual con dos estudios conceptuales; el EURO-50, liderado por la Universidad de Lund (Suecia); y el 100-m OWL, liderado directamente por ESO. Las aspiraciones eran grandes, y no sólo literalmente, pues el reto tecnológico que un telescopio de estas características supondría no pasó desapercibido para nadie. En particular, ciertos aspectos tecnológicos como la producción en serie de los espejos, actuadores y sensores, componentes imprescindibles para el funcionamiento del telescopio; los aspectos mecánicos derivados de sus enormes dimensiones; y, también, los complejos sistemas de óptica adaptativa, que corrige a posteriori la perturbación que provoca en la radiación procedente de los cuerpos celestes su paso a través de la atmósfera, e instrumentación científica post-foco.

Una década después, a finales de 2006, ESO apostó finalmente por un diseño basado en un espejo primario de 42 metros con objeto de poder abordar la construcción de un ELT europeo cuanto antes, confrontada a iniciativas similares, principalmente a una estadounidense. Según el proyecto actual, el E-ELT tendrá un sistema óptico con cinco espejos. Constará de un espejo primario segmentado, compuesto por casi un millar de espejos de 1,45 metros cada uno, con los que alcanzar esa superficie colectora de 42 metros; un espejo secundario de 6 metros, y uno terciario de 4,2 metros. Contendrá también dos espejos más, de aproximadamente 2,6 metros cada uno, que servirán para compensar mediante actuadores la deformación del frente de onda por efecto de la atmósfera, lo que ya les hemos presentado hace unos párrafos con el nombre de óptica adaptativa.

El presupuesto de construcción de esta gran infraestructura ronda los 1.000 millones de euros, y se espera que pueda llevarse a cabo en ocho años. Una vez terminado, su operación requerirá unos 45 millones de euros anuales. Aproximadamente la mitad de esta cantidad será para nueva instrumentación, y la otra mitad para los gastos de operación y mantenimiento. Unas 700 personas trabajarán de forma directa en la fase de construcción, y casi unas 200 durante su operación. Y esto durante los 30 ó 40 años estimados de vida útil del telescopio.

Un telescopio sin instrumentos es como una cámara sin carrete: no sirve para gran cosa. Podríamos haber dicho sin CCD pero es que todavía quedan amantes de la fotografía clásica. Para poder estudiar el Universo, y presumiblemente comprenderlo un poco mejor, se necesitan instrumentos que interpreten el significado de la radiación obtenida.

Actualmente hay ocho conceptos de instrumento en estudio para que estén disponibles para la primera luz del E-ELT. Es la primera ocasión en la que el telescopio recibirá radiación procedente del Cosmos, un “bautismo” que se suele comparar a la botadura de un barco. España participa en dos de estos estudios. Se trata en su mayoría de instrumentación tremendamente compleja y costosa. Si un instrumento para un telescopio como el GTC puede costar del orden de 5 millones de euros, uno para el E-ELT puede alcanzar los 50 millones de euros.

Es mucho dinero… y uno no puede evitar cuestionarse por qué y para qué un telescopio tan grande y tan costoso. ¿Qué tipo de investigaciones científicas podrán llevarse a cabo con el E-ELT que justifiquen semejante inversión? Pues algunas de las que actualmente centran el interés de los investigadores, como los exoplanetas, especialmente aquellos cuyas características más se acercan a las terrestres.

El E-ELT permitirá identificar a través de medidas indirectas planetas con masas similares a la de la Tierra; y de forma directa planetas con masas mayores, pudiendo incluso llegar a caracterizar sus atmósferas. Con él será posible encontrar bio-marcadores, es decir posibles indicadores de vida, en discos proto-planetarios (el estadio anterior al de planeta); también resolver objetos débiles de nuestro Sistema Solar, así como poblaciones estelares en una muestra representativa de galaxias cercanas.

Pero el E-ELT no se conformará con esto, sino que ensanchará nuestros horizontes en el estudio de los procesos físicos de las galaxias más lejanas en el Universo. Quizás uno de los casos científicos más sorprendentes que se podrán afrontar con este nuevo gigante es la medida directa de la aceleración de la expansión del Universo. Para ello se está trabajando en el estudio del instrumento ultra-estable CODEX (espectrógrafo de alta resolución para el visible), en el que participa España. Con él se pretende medir la velocidad de expansión del Universo durante décadas, con precisiones del centímetros por segundo, lo que da una idea de la complejidad de la nueva instrumentación para este telescopio, de por sí todo un desafío tecnológico.

¿Pero dónde se ubicará esta nueva instalación astrofísica? Ésta es la gran incógnita con la que se inicia el 2010. A principios de año un grupo de expertos entregará un detallado informe al Director General de ESO en el que se presentarán y caracterizarán aquellos lugares del planeta que reúnen las condiciones de excelencia, desde el punto de vista de calidad de sus cielos, necesarias para poder albergar el E-ELT. Todo parece apuntar a que Chile y La Palma serán los lugares entre los que se decidirá finalmente la cuestión.

En España, la venida del E-ELT despierta fuertes adhesiones. La comunidad astrofísica española ha mostrado un gran interés en participar en el E-ELT, incluso independientemente de su ubicación final, pero ha querido mostrar también su apoyo a la opción de La Palma, considerando que es un emplazamiento óptimo. Por su parte, las autoridades nacionales españolas están considerando una posible oferta con la que animar a ESO a llevar este telescopio al Observatorio del Roque de los Muchachos (ORM), en La Palma. Se espera que la decisión se tome a mediados de año, y poder comenzar la construcción en 2011. No sólo en el cine existen instrumentos que por sus magnitudes y prestaciones parecen pertenecer al mundo de la ciencia ficción.

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El autor

Jesús Burgos Martín es Gerente de Proyectos Institucionales y Transferencia de Tecnología del Instituto de Astrofísica de Canarias y participa en el grupo de trabajo del E-ELT en España.

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Annia Domènech es Licenciada en Biología y Periodismo. Periodista científico responsable de la publicación caosyciencia.

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