Diez metros para reflejar el Universo

Natalia R. Zelman / Annia Domènech / 31-10-2005

Estamos en el s. XIX. El astrónomo británico Piazzi Smyth pone rumbo a las Islas Afortunadas para observar el cielo. Lo hace en distintos lugares de Tenerife: desde el mar hasta la montaña de Guajara (2.717 m), Altavista (3.250 m) y el pico del Teide (3.718 m), la montaña más alta de España. Busca demostrar que la altitud favorece la observación astronómica, como afirmaba Newton, y lo consigue.

No será el único que se desplace a Canarias con fines astronómicos. En 1910, Jean Mascart acude para ver el paso del cometa Halley. Sorprendido por las excelentes condiciones del lugar, este astrónomo francés llega incluso a sugerir la creación de un observatorio internacional en la montaña de Guajara, pero la Primera Guerra Mundial lo paraliza todo. Sin embargo, día tras día cambia la historia, y cuando un grupo de astrónomos extranjeros visita las Islas a mitad del siglo pasado con motivo de un eclipse solar, resurge el interés por establecer un observatorio permanente en el lugar.

¿Por qué precisamente este archipiélago al lado de África y no cualquier otro emplazamiento más accesible? La respuesta es su particular geografía y clima. Situado cerca del Ecuador, desde él se ve todo el Hemisferio Norte, así como buena parte del Hemisferio Sur. Y, a una altitud determinada, por encima de un mar de nubes con apariencia de algodón flotando, el aire es especialmente sereno y limpio, gracias a la inversión térmica generada por unos vientos denominados Alisios.

Por todo ello, las corrientes de aire en dichos lugares son muy laminares, hay muy pocas turbulencias y el frente de ondas de la radiación no se deforma sustancialmente al atravesar la atmósfera. El Universo se deja estudiar bien desde estas islas, como algunos visionarios previeron hace un par de siglos. Allí existen hoy en día dos observatorios astronómicos: el Observatorio del Teide, en Tenerife, y el Observatorio Roque de los Muchachos, en La Palma, ambos situados a casi 2.400 m, donde los vientos dominantes son secos y poco turbulentos, la atmósfera muy transparente y la frecuencia de nubes baja: hay que aprovechar al máximo la calidad del cielo canario, además protegida por ley.

Los dos centros de observación forman parte del Instituto de Astrofísica de Canarias, pero desde hace años existen acuerdos internacionales para compartir el tiempo de telescopio. De hecho, uno de los primeros telescopios instalados en el Observatorio del Teide fue un telescopio fotoeléctrico del Observatorio de Burdeos. Desde entonces han transcurrido más de treinta años, y los telescopios ya no son lo que eran: son mucho mejores.

La tecnología en Astrofísica, como en otras disciplinas, ha dado un salto espectacular, parejo a los conocimientos del Cosmos a los que nos permite acceder. Los telescopios son cada vez mayores, en aparente contradicción con el avance de lo micro- e incluso nano-, pero ello no significa que la miniaturización no esté presente en esta disciplina. Lo único que no debe ser más pequeño, sino más grande, es el espejo que recoge la radiación procedente del Universo.

Ello es así porque la cantidad de radiación que un telescopio puede abarcar depende del tamaño de su espejo primario. De hecho, la nitidez o calidad de la imagen que se obtiene (llamada resolución angular) aumenta con su diámetro, mientras que la capacidad de captar fotones lo hace con la superficie, que es proporcional al cuadrado del radio. Por ello, la mayor apuesta por el futuro de la astronomía española es grande, como evidencia su nombre, Gran Telescopio CANARIAS (GTC) y su espejo primario de 10 m de diámetro.

Un telescopio, por definición, concentra los fotones que capta en una zona llamada "plano focal" o foco. Tras los focos están los instrumentos, sin los cuales un telescopio profesional no tiene sentido, ya que son los que recogen la radiación para poder estudiarla después. Lo contrario sería como tener una cámara fotográfica y no poner carrete. Es distinto en la Astronomía amateur, donde continúa buscándose la magia de observar el cielo a través de un ocular, aunque cada vez más aficionados utilicen tecnología avanzada.

El GTC es un telescopio reflector, lo que significa que utiliza un juego de espejos, y no de lentes. Su principio consiste en "pasar" la luz, como si de una pelota se tratara, de un espejo al siguiente. El espejo primario del GTC es segmentado: 36 hexágonos conforman un inmenso panel de abejas. Ligeramente cóncavo, tras recoger la luz la dirige al espejo secundario, y éste a su vez la redirige o al foco Cassegrain o al espejo terciario, que será el que la lleve a los focos Cassegrain acodados y focos Nasmyth.

OSIRIS, CanariCam, ELMER y EMIR -los cuatro instrumentos previstos- captarán la radiación formando imágenes directas, que son las que detecta el ojo humano; e imágenes espectroscópicas, en las que a través de espectrógrafos se selecciona una parte de la imagen y se separa en sus diferentes longitudes de onda. Permitirán analizar tanto la luz visible como la infrarroja.

Como ninguna radiación del Universo se dedica a buscar el espejo primario de un telescopio para ser reflejada, éste tiene que posicionarse para recibirla, es decir, debe "apuntar" de un modo preciso a unas coordenadas celestes. Además, cada cambio en el "punto de mira" requiere el desplazamiento motorizado de toda la estructura del telescopio, de nada menos que 350 toneladas, que es facilitada por una capa de aceite a presión sobre la que flota el armatoste y que permite moverlo incluso empujándolo sólo con la mano. La montura del GTC es altacimutal, es decir, móvil en dos ejes: paralelo al horizonte y en altura. Tal cual un cañón, rota primero sobre su base y luego localiza el objetivo en lo alto. Con el fin de que los objetos celestes permanezcan inmóviles respecto al telescopio, se compensa la rotación de la Tierra moviéndolo acompasadamente según sus dos ejes y corrigiendo la imagen con un desplazamiento denominado rotación de campo.

Tratándose de un gran telescopio, necesita un gran caparazón para resguardarlo: 34 m de diámetro, 500 toneladas de peso y una altura correspondiente a un octavo piso. Esta cúpula gigantesca se desplaza sobre un raíl con el fin de posicionar las compuertas de observación en el lugar apropiado para que el telescopio pueda "ver". Son como párpados protegiendo el ojo.

A diferencia de los telescopios de hace sólo veinte años, los actuales poseen óptica activa, que es un complejo sistema informático de control de los espejos. Como se suele afirmar: "la óptica activa se reconoce a sí misma y se corrige si es necesario". Algunos, como el GTC, también están preparados para incorporar óptica adaptativa por la que, mediante la deformación de un espejo especial, se compensa el efecto de la atmósfera sobre la trayectoria de la luz: la diferencia es equivalente a mirar un objeto situado en el fondo de una piscina con agua o sin agua. El objetivo de aplicar esta técnica es que observar desde tierra sea equivalente a hacerlo desde el espacio.

En un telescopio todo sirve a la óptica: la mecánica, el edificio con su cúpula, la electrónica y el control… La imagen obtenida no sólo tiene que ser perfecta, sino que debe mantenerse así a lo largo de la observación astronómica para poder aprender más sobre el Universo. Cuando el GTC, cuya "primera luz" se prevé en 2006, esté en activo permitirá avanzar las fronteras del conocimiento astronómico.

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El autor

Natalia R. Zelman es Licenciada en Traducción e Interpretación. Actualmente trabaja en el Instituto de Astrofísica de Canarias como periodista.

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

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