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Conozca otros telescopios aparte del James Webb, ¿cómo funcionan y qué retratan?

El James Webb captura el universo en el espectro visible e infrarrojo, pero hay otros instrumentos que observan el universo en otros rangos de luz y con otros propósitos. Le contamos.

Este es el Atacama Large Millimeter Array (ALMA) un observatorio compuesto de 66 radiotelescopios repartidos a una distancia que alcanza 16 kilómetros. Está ubicado en Chile. FOTO CORTESÍA
Estos son los anillos de Júpiter capturados en infrarrojo por el Telescopio Muy Grande. FOTO: ESO
En la imagen se puede observar la Gran Mancha Roja de Júpiter capturada por el Telescopio Espacial Hubble. FOTO: NASA
Primera imagen de un agujero negro supermasivo gracias al proyecto Telescopio Horizonte de Sucesos. Se logró un radiotelescopio del tamaño de la Tierra para hacerla. FOTO: ESO
Este es el remanente de la Supernova Cassiopeia A. Imagen histórica del Observatorio de rayos X Chandra. FOTO: NASA
Este es un púlsar, un objeto astronómico que puede observar el radiotelescopio FAST. FOTO GETTY

Conozca otros telescopios aparte del James Webb, ¿cómo funcionan y qué retratan?

24 de julio de 2022

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Más allá del telescopio espacial James Webb existen otros instrumentos capaces de capturar las maravillas del universo en otros espectros de la luz. ¿Cómo es eso? El universo emite distintos tipos de ella y no todas están en la misma frecuencia. A esta variación de ondas se les llama espectro electromagnético —distribución energética del conjunto de las ondas— y se divide en espectros de ondas de radio, microondas, infrarrojo, luz visible, rayos X y rayos gamma.

Por cada uno de los espectros hay tecnología capaz de observar el cosmos: un universo capturado desde la luz visible, rayos X, rayos gamma y demás es posible con los distintos observatorios astronómicos que existen (Vea algunos en las imágenes).

Mauricio Arango, astrónomo del Planetario de Medellín, explica que son cientos los observatorios astronómicos, tan solo en Colombia hay más de 10, uno de ellos fue el primero en construirse en América.

Sus tipos

La tecnología de los telescopios cambia con lo que se quiera buscar en el universo. Están los telescopios ópticos, diseñados para captar y enfocar la luz principalmente visible que crean las imágenes más nítidas del cosmos.

Mauricio Arango cuenta que anteriormente se construían con lentes y tenían un sistema de refracción. Luego pasaron a los espejos para poderlos hacer más grandes como el Hubble o el James Webb. Estos son conocidos como telescopios reflectores.

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A diferencia de los ópticos, existen los radiotelescopios: capturan ondas de radio con una antena parabólica o un conjunto de ellas. No tienen espejos y son capaces de ver el “universo frío”, es decir, las bajas energías del cosmos. También capturan microondas y ondas milimétricas con las que se puede observar la luz más vieja del universo. Esta solo puede verse con ondas de radio.

En la actualidad los observatorios astronómicos se dividen en terrestres como el Telescopio Muy Grande (Very Large Telescope en inglés) y espaciales como el Hubble o el James Webb que están en órbita en el espacio. Es importante aclarar que ninguno de ellos son solo telescopios. Según Arango, su sistema va más allá de una estructura de tecnología común — tubo, espejos y montura sujetada por un trípode—, sino que realmente son observatorios astronómicos, porque integran una variedad de instrumentos.

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Él lo explica así: “Los observatorios astronómicos son un compendio de instrumentos destinados a arrojar datos del universo. Además del telescopio, tienen sensores y cámaras que captan la luz. Tienen enfriadores para que las cámaras no produzcan luz. Esto es lo que sucede con el James Webb, por ejemplo, no solo es un telescopio sino que es un observatorio astronómico en sí mismo que orbita en el espacio”.

Su vida útil depende de los daños y el mantenimiento que se les haga. Los de Tierra pueden durar más al tener la opción de hacerles mantenimiento. Mientras que los del espacio son más difíciles de arreglar: ellos necesitan de electricidad para que los detectores funcionen, por eso llevan paneles solares que se desgastan o pilas nucleares que se agotan y por esa razón tienen una vida útil entre 10 a 30 años. El James Webb, por ejemplo, podría durar 20 años aunque en mayo lo golpeó un micrometeorito. Es por esto que pueden durar menos si sufren daños en el espacio o sorprender porque duran más de lo que se tenía planeado.

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Es el caso de Hubble, que estaba diseñado para durar 15 años y dobló su tiempo de vida útil. Ahora lleva más de 30 años en funcionamiento ya que ha tenido algunas reparaciones en el espacio.

Los observatorios astronómicos se hacen con distintas tecnologías dependiendo de lo que se busque en el espacio. El James Webb se diseñó para capturar la luz en el espectro visible e infrarrojo y está destinado para descubrir el origen del universo en esos espectros. Pero no es el único. Hay sucesos astronómicos en el universo que pueden ser capturados en otras frecuencias, en las que el Webb no tiene capacidad de observar.

Por eso hay otros observatorios astronómicos, que los científicos usan para sus distintas investigaciones enfocadas en los espectros que les interesan estudiar. La mayoría están abiertos para toda la comunidad científica.

¿Por qué observar distinto?

Varios sucesos astronómicos solo pueden detectarse por unas ondas específicas. La primera fotografía de un agujero negro supermasivo se capturó en 2019 con la unión de varios radiotelescopios instalados en distintas regiones del mundo para lograr un telescopio del tamaño de la Tierra. Este proyecto se conoce como Telescopio Horizonte de Sucesos y arrojó la primera imagen —aunque borrosa— de este fenómeno (Ver abajo el radiotelescopio ALMA).

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Otro fenómeno que solo se ve en ondas de radio es la luz más vieja del universo, al ser una de las energías más débiles del cosmos. Es distinto con las supernovas que son fáciles de encontrar en el espectro visible como en el infrarrojo y el nacimiento de las estrellas y las galaxias.

Al descubrir que el universo existe en toda esta gama de luces, la ciencia diseñó tecnologías destinadas a comprender los fenómenos del universo a profundidad. El espectro electromagnético puede compararse con las gotas de lluvia que forman un arcoiris y crean una sucesión de varios colores.

Esa separación de la luz en sus componentes de longitud de onda se conoce como espectroscopía. Con la información de los distintos espectros se pueden responder preguntas del tipo ,¿cómo se produce la energía de las estrellas? o ¿cómo se forman las nebulosas?

Las posibilidades son infinitas. Una de las inquietudes que queda es si es posible integrar un telescopio que abarque todos los rangos de luz. León Jaime Restrepo, docente de la Facultad de Ingeniería de la Institución Universitaria de Envigado, dice que una tecnología así sería difícil por el tamaño que requeriría. Se compondría de antenas enormes y se necesitaría un lugar idóneo para una tecnología de ese tipo.

¿Qué sigue?

Restrepo señala que en los próximos años vienen telescopios como el European Extremely Large Telescope (ELT) un óptico terrestre con un diámetro de 39 metros que se entregará en 2027 y capturará el universo en el espectro infrarrojo cercano y en el visible.

“La resolución que tendrá este telescopio será increíble”. También menciona que en las próximas décadas los telescopios aumentarán su tamaño y está el sueño de poner esta tecnología en la órbita de la Luna. La historia apenas comienza.

Aquí algunos de los otros telescopios
Telescopio Muy Grande

Es el telescopio terrestre más grande hasta el momento. Tiene cuatro telescopios ópticos y reflectivos separados, cada uno con un espejo de 8.2 metros. Hace parte del Observatorio Europeo del Sur (ESO por sus siglas en inglés) y está ubicado al norte de Chile en una montaña de 2.635 metros localizada en el desierto de Atacama. Ha capturado los anillos de Júpiter en infrarrojo. También corroboró la radiación cósmica de fondo, es decir, confirmó la existencia del Big Bang.

Estos son los anillos de Júpiter capturados en infrarrojo por el Telescopio Muy Grande. FOTO: ESO

Telescopio Espacial Hubble

Está en órbita desde 1990. Lleva 30 años en funcionamiento y se ubica en los bordes exteriores de la atmósfera de la Tierra a 593 kilómetros del nivel del mar. Es cilíndrico y tiene dos espejos con uno principal de 2,4 de diámetro. Ha capturado imágenes icónicas del universo como “El campo ultraprofundo del Hubble” y la de la Gran Mancha Roja de Júpiter. Es un proyecto de la Nasa con la Agencia Espacial Europea dentro del programa de Grandes Observatorios.

En la imagen se puede observar la Gran Mancha Roja de Júpiter capturada por el Telescopio Espacial Hubble. FOTO: NASA

Atacama Large Millimeter Array (ALMA)

El Atacama Large Millimeter Array (ALMA) captura el universo frío (las bajas energías del cosmos). Se ubica en la llanura de Chajnantor a 5.000 metros de altitud. Es de los observatorios más altos de la Tierra. Lo componen 66 radiotelescopios y participó del proyecto Telescopio de Horizonte de Sucesos: la unión de ocho observatorios terrestres que lograron un telescopio del tamaño de la tierra y captaron las primeras imágenes de un agujero negro supermasivo.

Primera imagen de un agujero negro supermasivo gracias al proyecto Telescopio Horizonte de Sucesos. Se logró un radiotelescopio del tamaño de la Tierra para hacerla. FOTO: ESO

Observatorio de rayos X CHANDRA

Se lanzó por la Nasa el 23 de julio de 1999. Se encuentra en órbita, porque los observatorios de Rayos X necesitan estar fuera de la atmósfera terrestre ya que esta los absorbe. Hace un recorrido que lo lleva a más de 138.000 kilómetros de la Tierra y luego vuelve a unos 9.600 kilómetros. Le toma 64 horas y 18 minutos completar una órbita. Ya capturó el remanente de la Supernova Cassiopeia A, una de sus imágenes más históricas en Rayos X (foto pequeña).

Este es el remanente de la Supernova Cassiopeia A. Imagen histórica del Observatorio de rayos X Chandra. FOTO: NASA

Radiotelescopio FAST

El radiotelescopio esférico de 500 metros de apertura (FAST en inglés) está ubicado en una cuenca natural de Da Wo Dang al suroeste de China. Tiene 4.450 paneles triangulares y es considerado uno de los radiotelescopios más grandes del mundo junto con el ruso RATAN-600.

Está para estudiar el hidrógeno neutro a gran escala, observación de púlsares, detección de moléculas interestelares y la búsqueda de vida alienígena a través de ráfagas rápidas de radio.