TELESCOPIOS:

INSTITUTO NACIONAL DE ASTROFÍSICA, ÓPTICA Y ELECTRÓNICA

ventanas del infrarrojo. El resto debe observarse desde el espacio (ver Figura 1

ESPEJO SECUNDARIO

El objetivo de los telescopios es colectar la mayor cantidad posible de radiación para estudiar los detalles de los objetos más débiles, lo que exige contar con un cielo oscuro cuya atmósfera sea transparente y sin turbulencia; esto optimiza la captación de radiación de los objetos celestes, ya sean estrellas, galaxias o el material que hay entre ellas.

Por eso los observatorios se sitúan en lugares altos y lejos de ciudades, evitando la contaminación de fuentes artificiales de luz y con una atmósfera estable que permita obtener imágenes bien definidas.

Telescopios ópticos-infrarrojos

Los telescopios ópticos-infrarrojos son los más comunes. Existen varios tipos, pero desde principios del siglo XX se popularizó el telescopio reflector, formado por un espejo primario de gran diámetro que colecta la luz y la manda a un espejo secundario que se encarga de dirigirla hacia algún instrumento (ver Figura 2).

Estos instrumentos resultan indispensables porque son los que analizan la radiación colectada por el espejo principal, para lo cual utilizan distintas técnicas; las más importantes son la espectroscopía y la fotometría

La espectroscopía consiste en separar la luz en sus distintos componentes espectrales, permitiendo ver las líneas que emiten diferentes átomos y moléculas. Con ellas se determina la composición química, densidad, velocidad y temperatura del gas del objeto estudiado. Por su lado, en la fotometría se utilizan filtros que dejan pasar sólo un intervalo definido de longitudes de onda, permitiendo caracterizar de manera rápida las propiedades de una estrella o una galaxia.

En México tenemos dos telescopios ópticos de 2 m de diámetro, uno localizado en el Observatorio Astronómico Nacional, en la sierra de San Pedro Mártir, en Baja California y el otro en el Observatorio Astrofísico Guillermo Haro, ubicado en la Sierra Mariquita en Sonora. También participamos en proyectos internacionales como el Gran Telescopio Canarias (GTC), el telescopio óptico más grande del mundo, cuyo espejo primario tiene un diámetro de 10.4 m. Se ubica en la Isla de la Palma, Canarias, España. El GTC es una gran instalación de España, México y la Universidad de Florida.

Radiotelescopios

Para estudiar el Universo en ondas de radio se desarrollaron los radiotelescopios, que son antenas y receptores de alta sensibilidad, los cuales revolucionaron la investigación astronómica en los años sesenta. Trabajan en longitudes de onda que van de milímetros a metros y colectan la radiación en forma similar a los telescopios ópticos, con la que se han detectado las líneas de muchos compuestos químicos.

Por ejemplo, la línea de emisión en radio del hidrógeno neutro en 1,420 Megahertz, correspondiente a una longitud de onda de 21 cm, ha sido fundamental en el desarrollo de la astrofísica moderna.

El Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (GTM) se ubica a 4,600 m de altitud en el volcán Sierra Negra, Puebla, a 7 km del Pico de Orizaba. Está diseñado para trabajar en longitudes de onda cercanas a un milímetro y es la antena de mayor diámetro en el mundo que opera en esta banda (ver Figura 3). El GTM participó en una red de telescopios ubicados en distintas partes del mundo denominada Horizonte de Eventos, mediante la cual se pudieron observar, por primera vez, las sombras de los agujeros negros de la galaxia gigante M87 y la del centro de nuestra galaxia.

Otros instrumentos

Existe una variedad de observatorios dedicados a problemas específicos. Por ejemplo, algunos están diseñados exclusivamente para observar el Sol. Otros usan diferentes tecnologías para detectar ondas gravitacionales o partículas de altas energías, llamadas rayos cósmicos.

En México existe el observatorio de rayos gamma HAWC (por su nombre en inglés High Altitude Water Cherenkov Observatory), localizado en el volcán Sierra Negra a 4,100 m de altitud. Es un telescopio único en el mundo, compuesto por 300 tanques de agua ultra pura. Estudia partículas y radiación gamma de muy alta energía que interaccionan con moléculas al entrar a la atmósfera terrestre, generando una cascada de partículas secundarias, las cuales producen un flash de luz al entrar al agua de los tanques de HAWC (ver Figura 4).

Los telescopios espaciales tienen la gran ventaja de no estar afectados por la atmósfera para estudiar el cosmos en el ultravioleta, rayos X y rayos gamma. Con ellos se estudia la radiación que no se puede observar desde la Tierra, y se pueden analizar con nitidez los objetos más débiles, como es el caso del telescopio espacial Hubble, que revolucionó nuestra comprensión del Universo.

El telescopio espacial más novedoso es el James Webb Space Telescope cuyas primeras imágenes se dieron a conocer recientemente. Tiene un espejo primario de 6.5 m de diámetro y cuatro instrumentos para estudiar el cielo en longitudes de onda del infrarrojo. Es el telescopio espacial de mayor diámetro y podrá observar objetos mucho más débiles y distantes de los observados hasta ahora, como son las primeras estrellas y galaxias.

Con el desarrollo de instrumentos cada vez más complejos, la astrofísica avanza vertiginosamente en el estudio del origen y evolución del cosmos. Estos instrumentos llevan la tecnología al límite generando continuamente innovaciones, las que no sólo contribuyen al entendimiento de nuestro lugar en el Universo, sino que ayudan a mejorar la calidad de vida de la humanidad.