BTA-6 el gran telescopio ruso.

Cuando hablamos de telescopios emblemáticos no podemos dejar de mencionar al observatorio de Monte Palomar, cuyo telescopio principal, el telescopio Hale de unos 5 metros de diámetro ha realizado gran cantidad de descubrimientos astronómicos, cosmológicos y astrofísicos. 

Sin embargo en la Unión Soviética existió un telescopio con un espejo incluso mayor que el de Monte Palomar, esta es la historia del gran telescopio ruso el BTA-6.

En 1950 la Academia Soviética de Ciencias decidió que el país no podía quedarse rezagado en cuanto a investigación astronómica por ello sugirió construir un nuevo telescopio que permita la observación de primer orden del espacio profundo. Se propusieron el objetivo de construir el telescopio más grande del mundo, un título que desde hacia mucho tiempo le correspondía al telescopio Hale en el Observatorio de Monte Palomar (5 metros de diámetro), el equipo se decidió por un diseño de 6 metros. Esto es aproximadamente tamaño máximo que un espejo sólido puede tener sin sufrir distorsión importante cuando se inclina (la era de los espejos segmentados aún no había llegado)

Por aquel entonces se estaba construyendo otro importante instrumento, el radiotelescopio RATAN-600 que es actualmente el mayor radiotelescopio individual del mundo (poder de resolución equivalente a un plato de 600 metros), la Academia Soviética de Ciencias decidió colocar ambos observatorios cerca uno de otro para así utilizar las mismas instalaciones de control, los telescopios de hallan separados por 20 kilómetros.

Pero antes de continuar mejor veamos que significa el nombre de este telescopio. El BTA-6 (Bolshoi Teleskop Alt-azimutalnyi , en español : Gran telescopio Altacimutal) es un telescopio óptico de una apertura de 6 metros, ubicado en el Observatorio Astrofísico Especial ubicado en el distrito de Zelenchuksky en el lado norte de las montañas del Cáucaso en el sur de Rusia.

Las primeras imágenes del BTA-6 se obtuvieron en la noche del 28/29 diciembre de 1975.Después de un período de pruebas, se declaró al telescopio en pleno funcionamiento en enero de 1977. Casi inmediatamente después de su inauguración, los rumores comenzaron a circular en occidente de que algo andaba mal con el telescopio. 

El espejo original tenía imperfecciones importantes, que se atribuye a la inexperiencia de los rusos en la construcción de la óptica de gran tamaño. Estos incluyeron grietas en la superficie, que fueron cubiertos con un paño negro para ocultar sus efectos.

Un segundo espejo con un mejor pulido y sin grietas fue colocado en 1978, esto mejoró las prestaciones del telescopio pero otros problemas no relacionados seguían degradando las prestaciones del instrumento. El lugar de ubicación era uno de ellos, cerca de los montes del Caucaso, no es precisamente un sitio ideal para la astronomía como puede ser Hawai o Chile. A esto se suma el clima ya que solo permite observar menos de la mitad de las noches al año.

A pesar de estas deficiencias, el BTA-6 sigue siendo un instrumento importante, capaz de imágenes de objetos tan débiles como la 26 ª magnitud . Esto hace que sea especialmente útil para tareas como la espectroscopia y la interferometría, donde el rendimiento de captación de luz es más importante que la resolución.

En 2007 se comenzó a trabajar en la reconstrucción y reposición del espejo primario.No había dinero para construir un espejo nuevo así que se decidió renovar el espejo original que había estado guardado casi 30 años. Nuevas tecnologías permitirán que el espejo sea reconstruido sin imperfecciones, lo que dará nueva vida a este gigante ruso. Se espera que los trabajos terminen a mediados de 2013.

Grandes observatorios del mundo II: LBT

Gran Telescopio Binocular (LBT).

En esta entrada quiero hablarles acerca de un proyecto astronómico bastante interesante, la mayoría de los astrónomos aficionados hemos utilizado alguna vez unos prismáticos también llamados binoculares, la comodidad de la observación es una de sus principales ventajas. Siempre consideré la posibilidad de conseguir algunos de esos binoculares gigantes para la observación astronómica, cuando finalmente lo hice el resultado fue sencillamente espectacular. Pero el proyecto que le presento hoy es por mucho el mayor binocular de la historia.

Gran Telescopio Binocular (LBT).

El gran telescopio binocular o LBT por sus siglas en ingles posee un diseño que tiene dos espejos de 8.4 metros (de 28 pies) montados sobre una base común, de ahí el nombre "binocular". Esta localizado a 3.260 metros en el Monte Graham en las Montañas Pinaleno del sudeste de Arizona, y es parte del Observatorio Internacional del Monte Graham. El gran telescopio binocular es uno de los telescopios ópticos más avanzados tecnológicamente y con más alta resolución del mundo y la apertura de sus dos espejos lo convierten en el mayor telescopio óptico del mundo.

Gran Telescopio Binocular (LBT).

Estructura interna del telescopio.

Estructura interna del telescopio.

Antes de que me pregunten si acaso el VLT (Very Large Telescope) no es el mayor telescopio, déjenme responderles, el VLT está formado por 4 telescopios de 8,2 metros de diámetro, pero solo cuando los 4 trabajan juntos observando al mismo objeto es que alcanzan la mayor resolución y eso ocurre de vez en cuando.

El LBT siempre operará con sus dos telescopios apuntando al mismo objeto. El área de recolección de los dos espejos de 8,4 metros de apertura, es de aproximadamente 111 metros cuadrados, esta área es equivalente a una apertura circular de 11,8 m, mayor que cualquier otro telescopio solo

Estructura interna del telescopio.

Estructura interna del telescopio.

Estructura interna del telescopio.

El gran telescopio binocular es un proyecto conjunto de estos miembros: la comunidad italiana astronómica (representado por Istituto Nazionale di Astrofisica, INA); la Universidad de Arizona; Universidad de Minnesota, Universidad de Notre Dame, Universidad de Virginia, el LBT Beteiligungsgesellschaft en Alemania (Instituto Max Planck para la Astronomía en Heidelberg, Landessternwarte en Heidelberg, Instituto Astrofísico Potsdam (AIP), Instituto Max Planck para Física Extraterrestre en Munich Instituto Max Planck para Radio Astronomía en Bonn); LaUniversidad Estatal de Ohio; Corporación de Investigación en Tucson. 

Gran Telescopio Binocular (LBT).

La elección de la ubicación provocó una considerable controversia local, tanto de la tribu apache de San Carlos quienes afirmaban que la montaña era sagrada, y los ecologistas que sostenían que el observatorio causaría el fallecimiento de una subespecie en peligro de la Ardilla americana Roja (la ardilla roja del Monte Graham)

Gran Telescopio Binocular (LBT).

Los ecologistas y miembros de la tribu habian presentado unas 40 demandas y 8 de los cuales terminaron ante una corte federal de apelación, pero el proyecto en última instancia prevaleció, después de un acto del Congreso de los Estados Unidos.

El telescopio y el observatorio de la montaña sobrevivieron a dos grandes incendios forestales en ocho años, el más reciente en el verano de 2004. Igualmente las ardillas siguen sobreviviendo, aunque los expertos creen que sus números fluctúan dependiendo de la cosecha de nueces sin que el observatorio las afecte.

Gran Telescopio Binocular (LBT).

En junio de 2010, una nueva óptica adaptativa de actualización se ha añadido al LBT, lo que permite una calidad de imagen tres veces mayor que la del Telescopio Espacial Hubble en ciertas longitudes de onda usando uno de los dos espejos de 8,4 m del LBT. Este nuevo sistema de óptica adaptativa es más avanzado que los antiguos sistemas. Alcanzó cocientes de Strehl de hasta el 84% y entre 60% y 80% regularmente a principios de su uso.

Uno de los espejos del Gran telescopio Binocular llega al lugar de construcción.

El Cociente de Strehl o Relación Strehl, llamado así por el físico y matemático alemán Karl Strehl (1864-1940), es una medida de la calidad óptica de los telescopios y otros instrumentos de proyección de imagen. Se define generalmente con el mejor enfoque del sistema de imagen en estudio.

El telescopio posee probablemente la mayor resolución conseguida por un instrumento astronómico.

Esta óptica adaptativa se agregará más tarde al segundo espejo y la luz de los dos se combinará, en la cual el Observatorio prevé que el LBT logrará imágenes con diez veces más nitidez que la del Hubble. Sin óptica adaptativa, los telescopios terrestres tienen cocientes de Strehl de menos del 1% en comparación con la calidad de imagen perfecta que sería del 100%. Anteriormente los sistemas de adaptación óptica han tenido valores de 30-40%.

Telescopios espaciales.

Los observatorios ubicados fuera de la atmósfera terrestre, poseen muchas ventajas que sus pares en la superficie no tienen, gracias a no tener que sufrir la distorsión de las capas gaseosas en movimiento que forman la atmósfera de nuestro planeta.

En la infografía se observan a los 25 observatorios espaciales más importantes.

Otro problema que los telescopios espaciales no poseen es acerca del tiempo de observación, no están limitados por la rotación terrestre, pudiendo observar regiones del cielo por largos periodos de tiempo, como ejemplo tenemos a la misión Kepler de la NASA que explorará una región del cielo en particular por más de tres años seguidos. Muchos de estos vehículos han transformado nuestra visión del universo de maneras totalmente increíbles, algunos siendo tan representativos para la ciencia como es el caso del telescopio espacial Hubble.

Telescopio Espacial Hubble.

Mitad observatorios astronómicos, mitad sondas espaciales, los telescopios espaciales pueden ser de distintas clases cada uno adaptado a una misión en especial, la cual dicta sus características principales. Algunos realizan barridos de todo el cielo, mientras que otros observan zonas concretas del firmamento. 

Los telescopios espaciales han permitido ver y estudiar al universo de formas que serian difíciles y en otros casos imposibles para los telescopios terrestres.

Los observatorios orbitales son de vital importancia para estudiar aquellas porciones del espectro electromagnético que no pueden atravesar la atmósfera terrestre, como los rayos X y los rayos Gama. Próximamente iniciare un recorrido por los principales observatorios espaciales pasados, presentes, así como los futuros y propuestos.

Continuará...

NuSTAR: el cazador de agujeros negros

El día 13 de junio, si todo sale según lo previsto, la NASA lanzará al espacio su más nuevo observatorio espacial, el NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) para estudiar cómo se forman los agujeros negro y la forma en la que estos crecen dentro de las galaxias, y como afectan a su evolución.

NuSTAR.

La misión NuSTAR desplegará los primeros telescopios enfocados a la región de la astronomía de altas energías de los rayos-X (6 a 79 keV). Nuestra visión del universo en esta zona del espectro electromagnético ha sido limitada debido a que los anteriores telescopios orbitales no han sido lo suficientemente potentes o no han utilizado instrumentos específicos para la misma.

Durante una fase de misión primaria de dos años, NuSTAR estudiará determinadas regiones del cielo, con el fin de:

1. Hacer un censo de estrellas colapsadas y de los agujeros negros de diferentes tamaños en las regiones que rodean el centro de la galaxia, la Vía Láctea y la realización de observaciones profundas del cielo extragaláctico.
2. Cartografiar el material recientemente producido en los remanentes de supernovas jóvenes y comprender cómo las estrellas explotan y cómo los elementos se crean.
3. Entender como se producen los poderosos chorros relativistas de partículas en las galaxias activas que albergan agujeros negros supermasivos.

Además de su programa de ciencias básicas, NuSTAR ofrece oportunidades para una amplia gama de investigaciones científicas, que van desde investigaciones los orígenes de los rayos cósmicos al estudio de la física extrema alrededor de las estrellas colapsadas. NuSTAR también observará a objetivos de oportunidad, incluyendo explosiones de supernovas y de rayos gamma.

El instrumento principal de la NuSTAR consta de dos telescopio co-alineados de incidencia rasante que poseen ópticas con un recubrimiento especial y detectores de nuevo desarrollo que aumentan la sensibilidad a las energías más altas en comparación con misiones anteriores, como Chandra y XMM. 

Diferencia entre las resoluciones conseguidas por antiguos observatorios espaciales (arriba) y la resolución que se tendría mediante la NuSTAR (abajo).

Después de ser lanzado a la órbita por medio de un pequeño cohete, el telescopio NuSTAR se extiende para alcanzar una longitud focal de 10 metros. El observatorio proporcionará una mejora de entre 10 a 100 veces la sensibilidad que en las misiones anteriores que han operado en estas energías de rayos-X.

La NASA tiene previsto lanzar al telescopio a bordo de cohete Pegasus XL, fabricado por la empresa aeroespacial Orbital Sciences, que será llevado en el aire por un avión L-1011 Stargazer. Una vez abordo, el avión lanzará el cohete, que luego encenderá sus motores para subir el resto del camino hasta la órbita.

Este telescopio espacial, que forma parte de los pequeños vehículos exploradores de la NASA, promete revolucionar nuestros conocimientos sobre estas áreas poco conocidas del espectro electromagnético, abajo se muestran algunas imágenes más de esta fascinante misión.

 

Atacama: Paraíso de los astrónomos.

El desierto de Atacama en Chile ha sido llamado muchas veces "El paraíso de los astrónomos", debido a sus cielos increíblemente oscuros, trasparentes y estables. El mismo es el hogar de algunos de los telescopios más importantes del mundo, como el Very Large Telescope VLT, propiedad del observatorio europeo austral (ESO). En el siguiente Timelapse podemos ver el paisaje celeste que puede disfrutarse desde ese lugar. Sencillamente hermoso.  

Grandes observatorios del mundo I: LSST

El LSST (Large Synoptic Survey Telescope) explorando el cosmos desde el norte de Chile.

Inicio una nueva sección para hablarles acerca de los grandes telescopios terrestres, algunos ya se encuentran en funcionamiento, otros los harán en pocos años y algunos solo han sido aprobados. Comenzamos con uno de los mayores proyectos previstos para los próximos años, el LSST.

El LSST requerirá una eficiente gestión de la inmensa cantidad de datos acumulados.

El LSST (Large Synoptic Survey Telescope) o Gran Telescopio para Rastreos Sinópticos será un telescopio de 8.4 metros capaz de examinar la totalidad del cielo visible. Es un proyecto de gran envergadura que se instalará en el norte de Chile. Basicamente consiste en utilizar al telescopio para filmar digitalmente todo el espacio.El diseño del LSST es único entre los grandes telescopios (espejos de 8 metros o más), ya que posee un gran campo de visión, 3,5 grados de diámetro. Para hacer una comparación, el diámetro de la luna vista a simple vista es de 0,5 grados solamente.

Modelo generado por ordenado del telescopio LSST.

Para poder conseguir este gran campo y al mismo tiempo tener imágenes sin ningún tipo de distorsión, el LSST requiere de 3 espejos, en lugar de los 2 tradicionales. El espejo primario tendrá un diametro de 8,4 metros, el secundario unos 3,4 metros y el terciario que se encontrará en un agujero central del espejo primario medirá unos 5 metros. Este gran agujero en el espejo primario reduce la superficie colectora del mismo a la equivalente a un espejo de 6,68 metros, posibilitando un enorme campo de visión al conjunto.

Esquema del funcionamiento e interacciones de los tres espejos.

Recreación por ordenador de los tres espejos.

Para poder recolectar la mayor cantidad de información del cielo, se esta construyendo una cámara digital de 3 gigapíxeles (3 mil millones de píxeles), la misma que se encontrará en el foco primario, tomará una exposición de 15 segundos, cada 20 segundos. Teniendo en cuenta el mantenimiento, mal tiempo y otros factores se espera que la cámara registre 200,000 fotografías al año (unos 1,28 petabytes de datos sin compresión). 

Cámara digital del LSST.

Eso es mucho más de lo que puede ser revisado por los seres humanos, de hecho la gestión y eficacia en el manejo de datos supone uno de los mayores desafíos del proyecto. inicialmente se estiman necesarios 100 teraflops de poder computacional y 15 petabytes de almacenamiento, que aumentarían al avanzar la investigación.

Esquema del telescopio LSST dentro de l cúpula protectora.

El telescopio se encontrará ubicado en Cerro Pachón, en la Región de Coquimbo, Chile, a 2682 m. de altitud. La decisión de ubicar el LSST en Cerro Pachón duró dos años de estudio, donde se compararon otras localizaciones como México, Baja California e Islas Canarias. El Cerro Pachón cuenta con las condiciones atmosféricas, número de noches despejadas por año, patrones climáticos estacionales y calidad de la “nitidez” astronómica necesaria.

Cerro Pachón, en el norte de Chile, en las cercanías se encuentran otros telescopios destacados: el SOAR y el Géminis Sur.

Se espera que el telescopio permita a los astrónomos de todo el mundo: 

• Medir lentes gravitaciones en el espacio para detectar materia oscura, así como energía oscura.
• Reconocer objetos pequeños en el sistema solar, en particular asteroides cercanos a la Tierra y objetos del Cinturón de Kuiper.
• Detectar eventos ópticos transitorios, como las novas y supernovas
• Realizar un mapa de la Vía Láctea.

Como podemos ver el LSST promete una autentica revolución dentro de la astronomía. Mientras tanto las obras de construcción continuan en el cerro Pachón. Se espera que el telescopio, de 465 millones de dólares, vea su "primera luz" en el otoño de 2015.