El ojo espacial

TELESCOPIO HUBBLE
ALGUNOS LOGROS CIENTÍFICOS DE ESTE MARAVILLOSO "OJO ESPACIAL"
Estamos, por definición, en el mismo centro de la región
observable.
Conocemos
casi
íntimamente
nuestro
vecindario inmediato. Al aumentar la distancia, nuestros
conocimientos se debilitan, lo hacen rápidamente. Por
último llegamos a la oscura frontera: el límite máximo
de
nuestros
telescopios.
Allí
medimos
sombras
y
buscamos, entre los fantasmales errores de medida,
mojones que apenas son más sustanciales.
Edwin P Hubble
La idea era simple. El astrofísico Lyman Spitzer, de Princeton, lo había pensado ya en
1947: pongamos un telescopio encima de la atmósfera y la visión del cosmos será
muchísimo más clara. Esto se ha hecho de manera limitada en las décadas de 1970 y
1980, con observatorios como el satélite Explorador Internacional de Ultravioletas
(IUE), el Observatorio de Rayos X Einstein y el Satélite de Astronomía de Infrarrojos.
Ocurrió a lo grande el 24 de abril de 1990, cuando el Telescopio Espacial Hubble (TEH),
preparado a lo largo de tres décadas a un coste de 1.500 millones de dólares, despegó
del Centro Espacial Kennedy a bordo de la lanzadera Discovery.
Se esperaba del telescopio, que da una
vuelta alrededor de la Tierra cada noventa y
cinco
minutos,
que
detectara
objetos
demasiado poco luminosos para verse desde
la
Tierra,
hiciera
observaciones
con
luz
ultravioleta (que absorbe la atmósfera y por
lo tanto no es posible observar desde tierra)
y, en conjunto, proporcionara imágenes diez
veces mejores que las obtenibles mediante
telescopios instalados en tierra.
Las esperanzas quedaron defraudadas cuando resultó que el espejo principal de 94,5
pulgadas, descrito en un artículo publicado poco después del lanzamiento como el
«reflector astronómico más perfecto que se ha hecho nunca», tenía graves e
innecesarios defectos. También los giróscopos eran defectuosos, lo mismo que los
paneles solares, que temblaban un poco cuando el telescopio atravesaba la frontera
entre el día y la noche.
Se ha polemizado sobre si el problema de los paneles solares es peor que el problema
del espejo en forma de «donut», pero el espejo ha merecido mayor atención por un
sencillo motivo: el defecto ha sido fácil de percibir.
El problema es la aberración esférica, lo que significa que el espejo es incapaz de
enfocar los rayos de luz hacia un único punto porque está demasiado ahuecado, en
algo así como 1/50 de un cabello humano; un error lo bastante grande, si se compara
con la longitud de onda de la luz, como para proyectar el 85 por 100 de la luz de una
estrella en forma de halo borroso, con lo que sólo resta el 15 por 100 para la imagen
central.
El defecto incapacita seriamente a dos de los instrumentos del telescopio: la Cámara
Planetaria y de Campo Amplio (WF/PC) y la Cámara para Objetos Débiles. Lo peor de
todo es que, de haberse prestado atención a las comprobaciones de los espejos
primarios y secundarios, se habría detectado la discrepancia.
¡Ay!, el telescopio se lanzó en condiciones defectuosas, con la consecuencia de que su
visión ha quedado seriamente comprometida y las imágenes eran borrosas y
decepcionantes. Sin embargo, incluso antes de diciembre de 1993, cuando los
astronautas salieron al espacio e hicieron una serie de importantes arreglos para
corregir la miopía del telescopio, los técnicos informáticos y otros científicos pudieron
ajustar los datos teniendo en cuenta la gran aberración. De este modo, al incorrecto y
muy difamado Telescopio Espacial Hubble se debe un impresionante número de
progresos, entre los que se cuentan:
* la resolución de Plutón y Caronte en objetos separados. La existencia de la luna de
Plutón se había deducido, pero verdaderamente nunca se había visto como objeto
celeste diferenciado;
* el descubrimiento de chorros, ondas, un frente de choque y una estructura
desconocida, que tiene el aspecto de una escala, dentro de la nebulosa que rodea la
masiva estrella Eta Carinae, que era la más luminosa del firmamento en 1843;
* el descubrimiento de un anillo elíptico en expansión, compuesto de detritos
resplandecientes, alrededor de la supernova 1987A;
* el descubrimiento de una X de polvo más allá del núcleo de la M51, la galaxia del
Torbellino. Se cree que indica la localización de un agujero negro cuya masa equivale a
millones de soles. El TEH ha descubierto asimismo pruebas de la existencia de
agujeros negros en los centros de otras dos galaxias, M32 y M87;
* el descubrimiento, totalmente inesperado, de un cúmulo globular joven en la curiosa
galaxia NGC 1275 de Perseus, una sorpresa porque se creía que todos los cúmulos
globulares eran viejos;
* Imágenes de una distante galaxia que emite ondas de radio, tan joven que la mayor
parte de sus estrellas sólo tienen 500 millones de años, alrededor de un 1/10 de la
edad del Sol;
* el descubrimiento de una de las estrellas más calientes que se han encontrado
nunca, una enana blanca con 200.0000 C, en el corazón de la nebulosa NGC 2440 de
la Vía Láctea;
* el descubrimiento en la peculiar galaxia Arp 220 de seis núcleos increíblemente
grandes y luminosos donde se forman de estrellas que se cree que son el resultado de
la colisión de dos galaxias espirales;
* una detallada fotografía de la Lente Gravitatoria G2237 + 0305. Las lentes
gravitatorias fueron anunciadas en primer lugar por Einstein, quien predijo que a
grandes distancias las estrellas podrían actuar como lentes, curvando y enfocando la
luz de estrellas más lejanas. Si las circunstancias eran las debidas, pensaba Einstein, la
luz podría formar un anillo perfecto. Fritz Zwicky dijo que esto no era probable que
ocurriera con estrellas, pero que era posible con galaxias. Zwicky tenía razón, pero
esta concreta lente gravitatoria es conocida, sin embargo, como la Cruz de Einstein. La
fotografía de la página 297 muestra una galaxia situada a 400 millones de años luz de
distancia envuelta por las cuatro imágenes de un cuásar más lejano;
* finalmente, el TEH ha permitido a los astrónomos partir de cero en la búsqueda de
una nueva y mejorada constante de Hubble al apuntar a un concreto tipo de supernova
como la candela estándar. Estas explosiones de las supernovas, que ocurren al estallar
una de las estrellas de las parejas de enanas blancas, alcanzan todas el mismo brillo
máximo. Además, son visibles a distancias literalmente 1.000 veces mayores de lo que
es posible detectar las variables cefeidas. Como indicador distante pueden ser
sumamemente útiles; pero sólo si al menos es posible determinar con precisión su
brillo absoluto.
La mejor manera de hacerlo sería descubrir variables cefeidas en la misma galaxia
donde se han detectado esta clase de supernovas. Las variables cefeidas tienen una
utilidad insuperable, puesto que, una vez determinado su ritmo de pulsión, se conoce
su brillo absoluto. Entonces, comparando el brillo absoluto con el brillo aparente, los
científicos pueden calcular su distancia. De modo que el TEH se apuntó hacia IC 4182,
una poco luminosa galaxia espiral situada a 16 millones de años luz que en 1937 era el
emplazamiento de ese preciso tipo de supernova. Y por supuesto se detectaron
cefeidas, lo que permitió a los científicos determinar la distancia, y por lo tanto la
luminosidad absoluta de la explosión.
En esta lente gravitatoria, que a veces se conoce por la Cruz
de Einstein, la luz procedente de un cuásar situado a 8.000
millones de años luz de distancia ha sido curvada por la
gravedad de una galaxia mucho más próxima. La luz del
cuásar, repetida cuatro veces, rodea la luz de la galaxia como
los pétalos de una flor. (Imagen a la izquierda: Cruz de
Einstein)
Utilizando esta información, un grupo de científicos, entre los que estaban Abhijit
Saha, Allan Sandage y Gustav Tammann, anunciaron que la nueva constante mejorada
de Hubble se sitúa entre 30 y 60 km/sec/mpc, siendo la cifra más probable la situada
en el centro: 45, lo que hace que el universo tenga unos 15.000 millones de años.
Innecesario es decir que la cifra no ha sido unánimemente aceptada. Algunos
científicos señalan que la cifra podría inducir a error, pues la IC 4182 puede estar
repleta de polvo, lo que haría que sus cefeidas parecieran más oscuras, y por lo tanto
más alejadas de lo que en realidad están. El consenso no se ha alcanzado y la edad del
universo sigue sin saberse.
Algunos datos màs... (Fuente Consultada: Autonomía Educativa)
El Telescopio espacial Hubble está situado en los bordes exteriores de la atmósfera, en
órbita circular alrededor de la Tierra a 593 kilómetros sobre el nivel del mar, que tarda
en recorrer entre 96 y 97 minutos. Fue puesto en órbita el 24 de abril de 1990 como
un proyecto conjunto de la NASA y de la ESA. El telescopio puede obtener resoluciones
ópticas mayores de 0,1 segundo de arco. Tiene un peso en torno a 11.000 kilos, es de
forma cilíndrica y tiene una longitud de 13,2 m y un diámetro máximo de 4,2 metros.
El telescopio es reflector y dispone de dos espejos, teniendo el principal 2,4 metros de
diámetro. Para la exploración del cielo incorpora varios espectrómetros y tres cámaras,
una de campo estrecho para fotografiar zonas pequeñas del espacio (de brillo débil por
su lejanía), otra de campo ancho para obtener imágenes de planetas y una tercera
infrarroja. Mediante dos paneles solares genera electricidad que alimenta las cámaras,
los cuatro motores empleados para orientar y estabilizar el telescopio y el equipos de
refrigeración de la cámara infrarroja y el espectrómetro que trabajan a -180 ºC.
Desde su lanzamiento, el telescopio ha recibido varias visitas de los astronautas para
corregir diversos errores de funcionamiento e instalar equipo adicional. Debido al
rozamiento con la atmósfera (muy tenue a esa altura), el telescopio va perdiendo peso
muy lentamente, ganando velocidad, de modo que cada vez que es visitado, el
transbordador espacial ha de empujarlo a una órbita ligeramente más alta.
La ventaja de disponer de un telescopio más allá de la atmósfera radica principalmente
en que ésta absorbe ciertas longitudes de onda de la radiación electromagnética que
incide sobre la Tierra, especialmente en el infrarrojo lo que oscurece las imágenes
obtenidas, disminuyendo su calidad y limitando el alcance, o resolución, de los
telescopios terrestres. Además, éstos se ven afectados también por factores
meteorológicos (presencia de nubes) y la contaminación lumínica ocasionada por los
grandes asentamientos urbanos, lo que reduce las posibilidades de ubicación de
telescopios terrestres.
Desde que fue puesto en órbita en 1990 para eludir la distorsión de la atmósfera históricamente, el problema de todos los telescopios terrestres -, el Hubble ha
permitido a los científicos ver el Universo con una claridad jamás lograda. Con sus
observaciones, los astrónomos confirmaron la existencia de los agujeros negros,
aclararon ideas sobre el nacimiento del Universo en una gran explosión, el Big Bang,
ocurrida hace unos 13.700 millones de años, y revelaron nuevas galaxias y sistemas
en los rincones más recónditos del cosmos. El Hubble también ayudó a los científicos a
establecer que el sistema solar es mucho más joven que el Universo.
En principio se pensó traer el telescopio de vuelta a la Tierra cada cinco años para
darle mantenimiento, y que además habría una misión de mantenimiento en el espacio
en cada periodo. Posteriormente, viendo las complicaciones y riesgos que involucraba
hecer regresar el instrumento a la Tierra y volver a lanzarlo, se decidió que habría una
misión de mantenimiento en el espacio cada tres años, quedando la primera de ellas
programada para diciembre de 1993. Cuando al poco tiempo de haber sido lanzado, se
descubrió que el Hubble padecía de una aberración óptica debida a un error de
construcción, los responsables empezaron a contar los días para esta primera misión
de mantenimiento, con la esperanza de que pudiera corregirse el error en la óptica.
A partir de que en esa primera misión de mantenimiento se instaló un sistema para
corregir la óptica del telescopio, sacrificando para ello un instrumento (el fotómetro
rápido), el Hubble ha demostrado ser un instrumento sin igual, capaz de realizar
observaciones que repercuten continuamente en nuestras ideas acerca del Universo.
El Hubble ha proporcionado imágenes dramáticas de la colisión del cometa ShoemakerLevy 9 con el planeta Júpiter en 1994, así como la evidencia de la existencia de
planetas orbitando otras estrellas. Algunas de las observaciones que han llevado al
modelo actual del universo en expansión se obtuvieron con este telescopio. La teoría
de que la mayoría de las galaxias alojan un agujero negro en su núcleo ha sido
parcialmente confirmada por numerosas observaciones.
En diciembre de 1995, el telescopio fotografió el campo profundo del Hubble, una
región del tamaño de una treinta millonésima parte del área del cielo que contiene
varios miles de galaxias. Una imagen similar del hemisferio sur fue tomada en 1998
apreciándose notables similitudes entre ambas, lo que ha reforzado el principio que
postula que la estructura del Universo es independiente de la dirección en la cual se
mira.
Fuente Consultada: El Universo Para Curiosos Nancy Hathway
La Roca de las Edades: El Hubble -según la NASA-puede fotografiar desde Nueva York
una luciérnaga posada en una flor en Sidney, Australia. .Pero el mayor desafío del
súper telescopio es llegar a rozar el borde del Universo (tiene un límite?}, y avanzar
hasta el principio de los tiempos.
Hoy los observatorios convencionales levan alhombre unos 2,000 millones de años-luz:
es decir, hasta un objeto ubicado a una distancia igual a la recorrida por la luz en
2.000 millones de años (velocidad de la luz: 300,000 kilómetros por segundo). Pero el
Hubble puede multiplicar por seis o siete ese alcance: unos 14.000 millones de años
luz.
Una especie de túnel del tiempo capaz de llevar al hombre hasta el instante del origen
del Universo, sucedido unos 10.000 o 15.000 millones de años. Captada esa explosión
fundacional el hombre podrá acercarse al al mas grande y acaso aterrador de los
misterios: la Creación
Un defecto de pulido en el espejo mayor desveló a los astrónomos durante los tres
primeros años de actividad del
Hubble. Por fin, una misión de astronautas
especializados en óptica distorsión de las imágenes.
Fuente recuperada de Planeta Sedna, Sección de Ciencias. El Ojo espacial. Disponible
en http://www.portalplanetasedna.com.ar/hubble.htm