¿Con qué ojos observa ALMA?

Los colores de la luz que pueden detectar nuestros ojos
son sólo una pequeña porción de todo el espectro
electromagnético. El Universo emite luz en muchos
colores invisibles para nuestros ojos, desde las ondas de
radio hasta rayos gamma, y los estudios realizados en
cada banda del espectro contribuyen en forma única a
nuestro conocimiento.
Solo ahora, gracias a la tecnología de punta de ALMA,
podemos cumplir el sueño de abrir una nueva veta de
exploración del espectro en alta resolución: la porción de
ondas de luz milimétrica y submilimétrica.
Se trata de un tipo de investigación clave para la
astronomía del futuro porque:
Es donde se encuentra la mitad de la luz. Además
del fondo cósmico de microondas (un brillo casi uniforme
en todas partes del cielo, consecuencia del Big-Bang), el
Universo emite casi la totalidad de su luz en dos
“agrupaciones” de color.
Por siglos hemos estado estudiando la primera, la luz
visible, gracias al uso de telescopios ópticos. La segunda
está centrada en colores infrarrojos lejanos que son
bloqueados por la atmósfera terrestre y que se pueden
observar en alta resolución usando observatorios
localizados en el espacio. Afortunadamente ALMA es capaz
de observar una parte de esta luz desde la Tierra gracias a la
increíble transparencia del sitio donde se ubica.
Es donde suceden “cosas entretenidas”. Algunas de
las más persistentes preguntas en astronomía se refieren al
origen de las galaxias, estrellas, planetas y moléculas que
alimentan la vida. ALMA observa la luz emitida por objetos
de temperaturas frías ubicados en el espacio, lo que nos
permite desentrañar profundos misterios acerca de la
formación de planetas, o las “huellas digitales” de
moléculas complejas de las que no se conoce mucho o que
ni siquiera han sido aún descubiertas.
La construcción y operaciones de ALMA son conducidas a nombre de Europa por
ESO, a nombre de Norteamérica por el Observatorio Radio Astronómico Nacional
(NRAO), que es operado por Associated Universities, Inc. (AUI) y a nombre de Asia
del Este por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ). El Joint ALMA
Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la
construcción, como también la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.
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¿Con qué ojos observa ALMA?
El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación
astronómica internacional, es una asociación entre Europa, Norteamérica y Asia
del Este en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado en Europa
por la Organización Europea para la Investigación Astronómica en el Hemisferio
Austral (ESO), en Norteamérica por la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU.
(NSF por su sigla en inglés) en cooperación con el Consejo Nacional de
Investigaciones de Canadá (NRC por su sigla en inglés) y el Consejo Nacional de
Ciencia de Taiwán (NSC por su sigla en inglés) y en Asia del Este por los Institutos
Nacionales de Ciencias Naturales (NINS por su sigla en inglés) de Japón en
cooperación con la Academia Sinica (AS) en Taiwán.
Luz Visible • La Silla
Infrarrojo • Spitzer
Mm/submm • ALMA
¿Con qué ojos observas el Universo?
ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
El espectro electromagnético es la distribución de las energías del conjunto de las ondas
electromagnéticas. Este se extiende desde la radiación de menor longitud de onda -como los rayos
gamma y los rayos-X, pasando por la luz ultravioleta, la luz visible y los rayos infrarrojos- hasta las
ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda, como son las ondas de radio.
Como podemos apreciar en la portada de este folleto, un mismo objeto -en este caso la Galaxia
Centaurus A- puede verse de distintas formas dependiendo de las ondas que observemos. Y lo que
podemos ver con nuestro propios ojos (luz visible) representa solamente un mínimo del espectro
de luz, como lo evidencia la gráfica de esta página.
Radio • VLA
Rayos X, Radio & Luz Visible
Rayos X • Chandra
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Es tan grande y complejo que requirió la
alianza de científicos e ingenieros de todo el
mundo para su diseño y construcción. Gracias
a esta colaboración global se está logrando
abrir una puerta hacia fronteras inexploradas
que están entregando respuestas que otros
observatorios no han podido dar.
Novie
A 5.000 metros de altitud, en el desierto de
Atacama, crece día a día el observatorio
situado sobre la faz de la Tierra más potente
en la historia de la humanidad.
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LÍNEA DE
TIEMPO
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Se trata de un telescopio revolucionario que comprende un conjunto de
66 antenas de 12 y 7 metros de diámetro destinados a observar longitudes
de onda milimétricas y submilimétricas. El proyecto está siendo construido
por un consorcio internacional en el espectacular llano de Chajnantor, a
5.000 metros de altitud, en el desierto de Atacama, en Chile.
ALMA está revolucionando la astronomía moderna al permitirnos
vislumbrar la formación de las estrellas en los albores del Universo y
obtener imágenes extremadamente detalladas de estrellas y planetas en
proceso de formación. ALMA comenzó sus observaciones astronómicas
con 16 antenas en septiembre de 2011 y estará plenamente operativo a
fines de 2013.
El principal enemigo de la radioastronomía milimétrica y submilimétrica es la humedad porque el vapor de agua
presente en la atmósfera distorsiona las señales provenientes del espacio. Para evitar esto, fue necesario instalarse en
el lugar más alto y seco posible. Después de muchos años de búsqueda, los científicos determinaron que el llano de
Chajnantor, a más de 5.000 metros de altura en el desierto de Atacama era el mejor lugar del mundo.
Además, debía ser un lugar lo más plano posible para permitir que las 66 antenas de ALMA pudiesen formar distintas
configuraciones sin demasiada diferencia de altura entre unas y otras.
La única forma de obtener una imagen nítida de luz
con largas longitudes de onda, es construyendo un
telescopio realmente grande. Sin embargo, un
telescopio de ondas milimétricas debe ser unas 500
veces más ancho que el ojo humano para observar
con la misma claridad que éste logra en la luz visible.
Por eso es necesario contar con la mayor cantidad
posible de antenas que de manera combinada
funcionen como un solo telescopio gigante.
El telescopio ALMA, compuesto por 66 antenas, será
capaz de obtener detalles con al menos diez veces la
resolución del Telescopio Espacial Hubble.
Dependiendo de lo que se quiera observar, las antenas
pueden estar más cerca unas de otras (lo que le otorga
a ALMA mayor sensibilidad para observar grandes
espacios en el Universo) o más separadas (logrando
mayor resolución, es decir la capacidad de observar
más detalles). Para reubicar las antenas y así formar
estas distintas configuraciones, ALMA cuenta con dos
transportadores gigantes, llamados Otto y Lore,
modelos únicos fabricados solo para esta función. Son
realmente poderosos: cada uno pesa 130 toneladas,
cuenta con dos motores de 670 caballos de fuerza y
posee 28 ruedas. Además pueden ser operados por
control remoto durante las maniobras delicadas.
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Inau
¿Qué es un
radiotelescopio?
A diferencia de los telescopios ópticos -como el inventado por Galileo
Galilei hace más de 400 años- que captan solo imágenes del espectro
de luz visible, los radiotelescopios están diseñados para captar ondas
de radio emitidas por fuentes en el espacio, una porción del espectro
de luz que nos permiten indagar el llamado “Universo frío”. Para captar
las señales más débiles se necesita una superficie recolectora muy
grande. Es necesario entonces contar con varias antenas parabólicas
que pueden combinarse para funcionar como un solo gran telescopio.
Una técnica, conocida como Interferometría, que permitirá a ALMA
actuar como ¡un solo telescopio de 16 kilómetros de diámetro!
Llano de Chajnantor • 5.000 m
Por cuatro siglos, telescopios de todos los tipos nos han deleitado con imágenes del
Universo que intrigan, sorprenden y nos hacen más humildes ante la inmensidad que
nos rodea. Con ALMA está apareciendo la misteriosa luminosidad del Universo más frío y
oculto. Podemos contemplar con vívida claridad lo que ningún telescopio óptico ha visto.
Todos esas áreas en el Universo que parecían vacías y sin interés, ahora se iluminan para
nosotros con una claridad hasta hoy desconocida.
Las estrellas brillan por millones y millones de años,
pero su formación permanece en el misterio ya que
los telescopios de luz visible no pueden penetrar en
las nebulosas que son verdaderas “maternidades
estelares”. ALMA sí puede observar dentro de esas
polvorientas concentraciones de gas molecular y
polvo donde nacen las estrellas.
dejando planetas y un disco de polvo y
deshechos. ALMA estudia todas estas
desconocidas fases de formación de planetas,
sondeando estos fenómenos en alta resolución
y detectando la luz de los futuros planetas en
crecimiento.
MOLÉCULAS
Luz Visible
Mm/submm.
Infrarrojo
Rayos - X
De acuerdo a nuestro actual conocimiento, los
planetas se forman alrededor de una nueva estrella al
condensarse en un disco de gas y polvo molecular
incrustado dentro de una nube molecular más
grande. Las condensaciones aumentan hasta
convertirse en planetas gigantes, mientras el gas que
permanece en el disco finalmente desaparece,
A nivel microscópico, los paisajes del espacio
muestran verdaderas fábricas químicas de
increíble complejidad. Los elementos químicos
se unen para formar moléculas, un proceso
continuo que se diversifica, pues al calentarse las
moléculas se liberan del polvo, convirtiéndose
en moléculas gaseosas en el espacio. Éstas
constituyen los pilares fundamentales de la vida
y proveen de alimento a los planetas jóvenes...
ALMA tiene una habilidad sin precedentes para
descubrir y medir la presencia de moléculas y su
distribución en el espacio. Estamos aprendiendo
sobre la química del espacio, irreproducible en
laboratorios en la Tierra, y las cambiantes
condiciones que la afectan.
ALMA es una proeza de la ciencia y de la ingeniería,
y constituye una ventana enorme al Universo que
nos sorprenderá con descubrimientos que ni siquiera
sospechamos.