Telescopios

El nuevo súper telescopio ofrece una visión nítida del universo.

Hay más de 5000 candidatos en la lista de posibles planetas en otros sistemas solares. En el centro de control del observatorio La Silla, la astrofísica Simona Ciceri se embarca en su búsqueda nocturna de exoplanetas.

© Sebastian Relster / Illustreret Videnskab

"Lo primero que haría es acercarme a la atmósfera y ver si se parece a la Tierra o Venus, o cualquier otra cosa".

Esta declaración es de la astrofísica Simona Ciceri de Italia.

Está sentada en la sala de control del observatorio La Silla detrás de una fila de pantallas con los mejores amigos del astrónomo a su alcance: café y coca cola.

En su mano tiene una lista con una serie de coordenadas. Su 'piloto', el operador del telescopio, debe centrarse en esto durante su servicio.

Son las nueve de la noche y el dúo buscará toda la noche exoplanetas: mundos extraños que giran en torno a un sol lejano.

Ciceri es uno de los cientos de astrónomos que vienen a Chile desde todas partes cada año. ESO, el Observatorio Europeo del Sur, ha instalado una serie de telescopios allí.

Hay más de 5000 candidatos en la lista de posibles planetas en otros sistemas solares. En el centro de control del observatorio La Silla, la astrofísica Simona Ciceri se embarca en su búsqueda nocturna de exoplanetas.

© Sebastian Relster / Illustreret Videnskab

Hoy, la mitad de todos los datos astronómicos en el mundo provienen de instrumentos avanzados en Chile, y esa participación aumentará significativamente cuando el nuevo y gigantesco telescopio ELT, también de ESO, esté operativo en unos pocos años.

Entonces, los astrónomos no solo pueden obtener respuestas a una serie de preguntas candentes, por ejemplo sobre agujeros negros, energía oscura y formación de estrellas, sino que también pueden observar directamente cuerpos celestes extraños.

Y si depende de Simona Ciceri, los instrumentos altamente sensibles del ELT serán los primeros en apuntar a varios planetas rocosos fuera del sistema solar. Si la atmósfera se parece a la de la tierra, bien puede haber vida.

El desierto chileno es un paraíso para los astrónomos.

La corriente fría de Humboldt a lo largo de la costa proporciona aire seco y fresco en el desierto de Atacama. Esto hace que el desierto sea muy adecuado para observaciones astronómicas y ahora se están construyendo tres telescopios gigantes: ELT (1), GMT (2) y LSST (3).

1. Telescopio gigante de Magallanes

Con siete espejos enormes, el GMT se vuelve más poderoso que cualquier otro telescopio existente. El telescopio debe mirar hacia atrás a los primeros años del universo. Será comisionado en 2022.

GMTO

2. Telescopio extremadamente grande

El enorme súper telescopio ELT permitirá observar de cerca los planetas terrestres en otros sistemas solares. Entrará en uso en 2025.

Eso

3. El gran telescopio de estudio sinóptico

El telescopio con la abreviatura LSST está equipado con la cámara digital más potente del mundo. Tiene que mapear todos los objetos pequeños del sistema solar tomando fotos del cielo en una resolución ultra alta. El telescopio LSST estará operativo a fines de 2019.

LSST

Astrónomos europeos se dirigieron al sur

Chile se convirtió en un país importante para la astronomía cuando se completó el observatorio La Silla.

A principios de la década de 1960, todos los grandes telescopios de espejo estaban en el hemisferio norte, por lo que solo tenían una vista del cielo estrellado del norte.

Por ejemplo, para estudiar el centro de la Vía Láctea o las nubes de Magallanes, los astrónomos europeos tuvieron que viajar al hemisferio sur.

En el desierto chileno de Atacama, el cielo es generalmente despejado: en promedio, solo llueve seis días al año. Este es el lugar perfecto para mirar el cielo estrellado del sur.

Seis países europeos construyeron juntos un gran observatorio a 2400 metros de altitud, que se llamaba La Silla, que en español se encuentra en la cima de una montaña en forma de silla de montar.

VIDEO - Siga la construcción del telescopio gigante ELT:

El universo está lleno de objetos misteriosos.

Cuando se encargó La Silla en 1969, nunca se había observado un exoplaneta.

No fue sino hasta 1995 que los astrónomos descubrieron un planeta gaseoso que hace estragos alrededor de su estrella en solo cuatro días.

Desde entonces, el número de exoplanetas conocidos ha aumentado casi exponencialmente: actualmente hay 3671. Y estos cuerpos celestes tienen todas las formas y tamaños.

Uno se llama Super Saturno porque tiene 37 anillos con un radio de 90 millones de kilómetros, 200 veces más que los de Saturno.

En otro exoplaneta, Kepler-16b, ves un amanecer dos veces al día porque gira alrededor de dos estrellas.

Y un tercer planeta, GJ 1214 b, tiene el apodo de Waterworld porque se compone principalmente de agua en todo tipo de formas exóticas: como plasma, hielo caliente y en un estado súper fluido.

Nuestra imaginación no es suficiente cuando se trata de exoplanetas.

El rápido aumento en el número de observaciones se debe al telescopio Keplert. Este telescopio espacial de la NASA realizó una tarea bastante simple desde 2009: escaneó el mismo pedacito de cielo durante cuatro años.

No miró directamente a los planetas, sino a las fluctuaciones a la luz de las 150,000 estrellas en el área. Tal método indirecto era necesario porque los planetas son inválidos con respecto a su estrella.

Por ejemplo, nuestro sol, una estrella promedio, contiene el 99 por ciento de toda la materia en el sistema solar y la tierra cabe 1.300.000 veces.

Si observa el sistema solar a 40 años luz de distancia, el sol sombrearía completamente la tierra.

Pero cada vez que la tierra se mueve más allá del sol, bloquea una pequeña parte de la luz, y esa fluctuación puede ser absorbida por telescopios distantes.

Entonces, si la luz de una estrella se atenúa regularmente un poco, puede significar que uno o más planetas giran a su alrededor.

El telescopio absorbe las fluctuaciones de la luz de las estrellas.

El telescopio Keplert descubrió miles de planetas midiendo fluctuaciones en la luz

Con la ayuda del método de tránsito, es posible medir cuándo un planeta se desliza más allá de su sol. Cuando un planeta gira alrededor de una estrella, su luz se vuelve ligeramente más débil cuando el planeta está frente a la estrella. Al medir estas caídas en la intensidad de la luz, el telescopio espacial Kepler ha descubierto miles de planetas. Si el telescopio James Webb se lanza en 2019, podemos ver mucho más.

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Busca estrellas del baile

Las observaciones de Kepler solo, con este llamado método de tránsito, han producido hasta ahora 5.000 exoplanetas posibles, y gran parte de la gran cantidad de datos de Kepler aún no se ha analizado.

Simona Ciceri está involucrada en esto durante su turno nocturno en el observatorio La Silla.

Echa un vistazo de cerca a una serie de exoplanetas candidatos, mirando el 'baile de estrellas'.

La luz de una estrella que se mueve hacia la tierra está 'comprimida' y, por lo tanto, se ve más azul, mientras que la de una estrella que se aleja de nosotros se ve más roja. Esto se llama desplazamiento azul y rojo.

La gravedad de un planeta atrae un poco a su estrella, lo que lo hace un poco más cerca o más lejos.

Se podría decir que tal estrella está bailando. Cuando Ciceri descubre una estrella danzante sobre la base del cambio azul y rojo, sabe que algo está sucediendo, probablemente un planeta.

En su lista de candidatos, se enumeran las coordenadas y el momento en que los exoplanetas están en una posición en la que pueden observarse.

Las ondas de luz hacen visibles los planetas ocultos

HARPS es un instrumento que mide pequeñas variaciones en el color de la luz de planetas extraños.

Si una estrella está balanceando algo, puedes medir la velocidad radial de los planetas. Un planeta tira un poquito de su estrella, lo que influye en la luz que vemos. Cuando un exoplaneta con su masa empuja la estrella en la dirección de la tierra, las ondas de luz se comprimen y, por lo tanto, son más azules. El instrumento HARPS en el observatorio La Silla en Chile mide estas pequeñas fluctuaciones de color. Así es como funciona: un exoplaneta (azul) gira alrededor de su estrella (amarillo) y lo atrae con su gravedad. La línea punteada del telescopio indica las ondas de luz cambiadas que muestran que la estrella está oscilando. El planeta está brillando con eso.

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Este llamado método de velocidad radial es una de las herramientas más importantes de los cazadores planetarios.

El llamado instrumento HARPS en La Silla también juega un papel importante. Este dispositivo descubrió el primer planeta similar a la Tierra fuera del sistema solar que se encuentra en la zona habitable, también conocida como Ricitos de Oro.

En el cuento de hadas del mismo nombre, Goudlokje se come las gachas del oso joven, que "no hace ni demasiado calor ni demasiado frío".

Lo mismo se aplica a los cuerpos celestes: los planetas que están demasiado lejos de su estrella están oscuros, vacíos y helados. Y si están demasiado cerca, está ardiendo. Ambas circunstancias son desfavorables para la vida.

Por lo tanto, los astrónomos que buscan exoplanetas están particularmente interesados ​​en especímenes que cumplan con todas las condiciones para la vida, y cada día se descubren más cuerpos celestes que se encuentran en la región de Ricitos de Oro.

Planetas que llevan el nombre de la cerveza

Por ejemplo, en 2016 llegó la noticia de que se encontró un exoplaneta en órbita alrededor de la estrella más cercana, Proxima Centauri.

Y el año pasado un equipo belga informó que había descubierto un sistema solar con siete planetas que giran alrededor de una estrella enana.

Los astrónomos, a quienes les gusta la cerveza, bautizaron a esta estrella TRAPPIST-1 como un homenaje a la cerveza de la abadía. Los planetas llevan el nombre de sus cervezas favoritas.

No menos de tres se parecen a la tierra y cumplen las condiciones para la existencia de la vida.

Luz de las estrellas filtrada

El instrumento ESFERA protege la luz de una estrella para que un planeta no se caiga de ella.

Es muy difícil observar directamente planetas en otros sistemas solares porque se caen contra la luz de su estrella. Un llamado párrafo de cora protege la luz de la estrella misma, pero transmite la luz reflejada por un exoplaneta. La ESFERA del telescopio VLT tomó la primera foto directa de un exoplaneta en 2017.

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En un sistema lejano ...

El sistema TRAPPIST-1 está a 40 años luz de distancia, lo que está a la vuelta de la esquina en términos astronómicos.

Y, sin embargo, está casi increíblemente lejos. La luz recorre unos asombrosos 300,000 kilómetros por segundo.

Eso significa que un fotón se precipita de la luna a la tierra antes de que puedas decir la palabra "exoplaneta". La luz del sol solo nos llega ocho minutos después de que las partículas de luz hayan salido de la superficie.

Y en un año, la luz recorre 9.460.730.472.580,8 kilómetros, un año luz, la unidad en la que se expresan las distancias en el universo.

Debido a que la mayoría de los sistemas están a cientos de años luz de distancia, se necesitan equipos altamente sensibles para detectar cualquier planeta.

A los telescopios espaciales no les molesta la atmósfera con todos sus gases y la contaminación lumínica de las ciudades. Pero son muy caros y difíciles de reparar.

Por ejemplo, el telescopio Keplert, que había costado 500 millones de euros, estuvo fuera de servicio durante gran parte de 2012 debido a un simple defecto mecánico.

En la Tierra es mucho más fácil construir telescopios grandes, pero luego se debe encontrar una manera de superar las desventajas.

Y tuvimos éxito en el observatorio Paranal, a unos 600 kilómetros al norte de La Silla.

El telescopio VLT es el instrumento óptico más avanzado del momento, y recientemente se ha agregado una gran cantidad de equipos de alta calidad, lo que lo convierte en el lugar para estar es para los cazadores de planetas.

ELT es un cazador de planetas nato

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Cuando el ELT se completa en 2025, es, con mucho, el telescopio de espejo más poderoso del mundo. Una de sus tareas habituales será buscar planetas distantes. Con sus espejos 802 extremadamente precisos, el ELT registra la luz de planetas distantes. 798 de los cuales son elementos hexagonales que juntos forman el espejo principal del ELT. Todo el telescopio pesa 2800 toneladas y se puede girar 360 grados.

Los astrónomos viven en la casa de James Bond

El observatorio VLT está ubicado en el medio del desierto de Atacama, lejos de toda contaminación lumínica. Y también lejos de todos los otros rastros de civilización. Todos los días se debe suministrar agua potable a los camiones cisterna y hasta hace poco la electricidad provenía de un generador.

Incluso la más mínima luz puede perturbar los instrumentos sensibles, por lo que no hay alumbrado público. Los autos no pueden encender los faros, pero deben conformarse con las luces intermitentes y los reflectores en la carretera.

Los peatones tienen que encontrar su camino en la oscuridad chilena con una linterna débil, que solo pueden apuntar hacia abajo.

Echa un vistazo al observatorio VLT en el desierto de Atacama:

El telescopio VLT se encuentra en una colina

Los telescopios están en la cima de una colina a 2635 metros de altitud. Al pie de la colina se encuentra el complejo residencial, donde los astrónomos duermen, comen y pasan su tiempo libre.

Tommy Weir / Eso

El complejo VLT desde arriba

Los ámbitos de recuento de VLT crean imágenes únicas de cuerpos celestes que parecen cuatro mil millones de veces más débiles que el ojo humano puede registrar.

Es por eso que los investigadores de todo el mundo quieren pasar una noche con los telescopios VLT, y cada año los astrónomos a veces publican hasta 500 artículos basados ​​en datos del VLT.

J.L. Dauvergne y G. Hüdepohl / ESO

Telescopio de 350 toneladas.

El espejo principal de cada uno de los cuatro telescopios tiene un diámetro de 8,2 metros y pesa no menos de 23 toneladas. El telescopio pesa 350 toneladas en total y se opera desde el centro de control del observatorio.

José Francisco Salgado / ESO

Un complejo residencial

Para que los meses de estadía en el árido desierto sean un poco agradables, se ha construido un complejo residencial.

Tommy Weir / Eso

Un ambiente lujoso

Hay sofás suaves en el complejo residencial e incluso encontrará una piscina.

Ebbe Rasch / Illustreret Videnskab

Las ventanas tienen cortinas opacas gruesas para mantener la luz apagada durante el día, cuando los astrónomos están durmiendo, y para mantener la iluminación en las habitaciones donde trabajan adentro por la noche.

La sala de estar, donde 100 astrónomos pueden comer y dormir, está construida en las rocas y casi se funde con el ocre rojo del desierto. Un patio completa la impresión futurista. El edificio parece provenir de una película de James Bond, y lo es.

En Quantum of Solace, el agente 007 camina por el techo de este edificio, que en la historia es el hogar del villano Dominic Greene.

El telescopio VLT consta de cuatro silos, que se colocan con gracia en la cima de una colina a unos cientos de metros de la sala de estar.

Cada silo contiene un telescopio con un espejo principal con un diámetro de 8,2 metros. Uno por uno, pueden tomar fotografías de cuerpos celestes que solo se podrían ver con el ojo humano si conectas cuatro mil millones de ojos en serie.

Cuando los telescopios del complejo se combinan en el llamado interferómetro, los astrónomos pueden ver detalles hasta 16 veces más pequeños que con los telescopios individuales.

Los rayos de luz recogidos de los telescopios se agrupan con la ayuda de grandes espejos en un sistema de túnel subterráneo que se parece mucho a un laberinto.

Tú también te imaginas en una película de James Bond. La longitud de la trayectoria de los rayos de luz debe permanecer dentro de una milésima de milímetro en una distancia de más de 100 metros.

Por lo tanto, no es sorprendente que este sistema subterráneo sea territorio prohibido para los visitantes con las manos agarradas.

Juntas, las cuatro unidades telescópicas pueden realizar mediciones particularmente precisas. Es como si pudieras ver la cabeza de un tornillo desde la Estación Espacial Internacional a una altura de 400 kilómetros de la tierra.

Cada telescopio está conectado a instrumentos avanzados con nombres insondables como SPHERE y ESPRESSO. Incluso si escribe esas abreviaturas, no dirán mucho a los extraños, pero ofrecen todo tipo de posibilidades para los astrónomos.

Por ejemplo, ESPRESSO pertenece a la última generación de espectrómetros y el sistema es el reemplazo de los cazadores planetarios HARPS.

El instrumento HARPS es uno de los buscadores planetarios más exitosos del mundo.

© José Francisco Salgado / ESO

Donde HARPS pudo observar fluctuaciones de 3.5 km / h en el 'baile estelar' - un baile tranquilo - ESPRESSO cuando los cuatro telescopios VLT trabajan juntos es capaz de leer cambios de solo 0.35 km / h - una velocidad muy lenta vals

Debido a que los planetas pequeños ejercen menos fuerza sobre su estrella que los grandes, ESPRESSO es útil en la búsqueda de exoplanetas terrestres más pequeños.

ESFERA tiene un enfoque más directo. Este instrumento puede percibir un planeta directamente, a pesar de que la luz que refleja es un millón de veces más débil que la de su estrella. El sistema funciona como un par de gafas de sol con gafas polarizadas, que filtran la perturbadora luz estelar de la imagen.

SPHERE también se ha ocupado del fenómeno de las estrellas `` intermitentes '', muy molesto para los astrónomos.

El parpadeo es causado por partículas de polvo en la atmósfera que dispersan la luz de las estrellas. Con la ayuda de la llamada óptica adaptativa, SPHERE corrige la luz de las estrellas 1200 veces por segundo gracias a los espejos deformables.

En julio de 2017, los astrónomos mostraron la primera captura de ESFERA: un planeta similar a Júpiter alrededor de una estrella a 365 años luz de distancia.

Nuevo telescopio rompe todos los récords

Pero ningún instrumento puede vencer la luz captada por los telescopios. Y todos los que visitan Paranal miran en el lugar a 20 kilómetros de distancia, donde se está construyendo el ojo más grande del cielo hasta ahora.
En junio de 2014, toda la cumbre del Cerro Armazones, una montaña de 300 metros de altura, fue volada para dar paso al Telescopio Extremadamente Grande, como es el nombre apropiado del instrumento.

El ELT se hace más grande que todos los telescopios de espejo existentes combinados y puede capturar 15 veces más luz que el telescopio óptico más grande de la actualidad.

Cuatro espejos forman el corazón palpitante del ELT, todos los titulares de registros en términos de precisión y funcionalidad. Uno de ellos, apodado 'espejo de goma', proporciona la óptica adaptativa.

Su diámetro será de 2.6 metros, pero solo tendrá un grosor de 2 milímetros. Está equipado con 8000 unidades de control, que corrigen miles de veces por segundo para las perturbaciones atmosféricas y el viento.

Los otros tres espejos (primario, secundario y terciario) capturan la luz y la dirigen. El espejo secundario solo tiene 4,2 metros de diámetro y pesa 3,5 toneladas.

© Eso

El espejo ya se ha fabricado en Alemania y ahora debe enfriarse durante un año antes de que los especialistas franceses puedan afilarlo con una precisión de 15 nanómetros.

Es como hacer que el Atlántico sea tan suave que el agua se mantenga dentro de un margen de 3.5 centímetros.

La fabricación del espejo primario también implica mucho: consiste en 798 espejos hexagonales perfectamente rectificados con un diámetro de 1,4 metros cada uno.

Cuando los espejos se enfocan en el cielo nocturno chileno en 2025, Simona Ciceri y sus compañeros cazadores de planetas pueden dirigir su mirada hacia planetas distantes por primera vez.

Y la lista de candidatos interesantes está creciendo rápidamente. Durante su turno nocturno en el observatorio La Silla, Ciceri agregó otro: un planeta similar a Saturno que describe una órbita itinerante alrededor de su estrella gigante EPIC 228754001.

Al momento de escribir este artículo, hay 3671 exoplanetas confirmados. Cuando lo lees, se deben haber agregado otros nuevos. Véalo usted mismo en www.exoplanet.eu.

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