Nuevas tecnologías al servicio de la astronomía

Nuevas tecnologías al servicio de la astronomía

El Very Large Telescope (VLT) es uno de los observatorios ópticos más grandes del mundo y desde que inició sus funciones en 2000, ha logrado importantes descubrimientos astronómicos, entre los que destaca la primera imagen de una súper tormenta en la atmósfera de un planeta fuera del Sistema Solar. Las exitosas observaciones que registra no solo se deben a las excelentes condiciones climáticas que ofrece Cerro Paranal, sino que también a la tecnología de punta con la que cuenta.

De visita en Paranal, el Dr. Pedro Escárate, profesor del Departamento de Electrónica de la Universidad Técnica Federico Santa María, destaca que los buenos resultados en los últimos años del VLT, integrado por los telescopios Antu, Kueyen, Melipal y Yepun, además de otros cuatro auxiliares, tienen que ver con la implementación de los sistemas de óptica activa y adaptativa.

“Una de las principales limitaciones de los observatorios terrestres son las turbulencias atmosféricas, las que hacen que las imágenes pierdan resolución. Para reducir su efecto se utiliza un sistema llamado óptica adaptativa, que permite medir las perturbaciones producidas por la atmosfera (Wavefront Sensor) y luego corregir su efecto utilizando un espejo deformable. Por otro lado, la óptica activa, consiste usualmente en deformar el espejo primario para corregir efectos térmicos y deformaciones debido a la posición del espejo”, explica.

Para corregir este tipo de limitantes, el mundo científico trabaja en distintas iniciativas. Una de ellas es la que desarrolla el Dr. Escárate y que busca mejorar los sistemas de guía láser que generan estrellas artificiales y que son utilizados en astronomía para la técnica de óptica adaptativa. “Estas pequeñas estrellas artificiales se forman al interactuar el láser con la capa de sodio de la atmosfera y permiten corregir las turbulencias atmosféricas, permitiendo mejorar la calidad de la imagen que finalmente se obtiene”, detalla el académico.

No obstante, advierte el investigador, “aun cuando los sistemas de óptica adaptativa permiten corregir las turbulencias atmosféricas usando estrellas generadas por láser (LGS), se requiere el uso de estrellas naturales para corregir aberraciones ópticas como la inclinación horizontal o vertical y el desenfoque esférico, que limitan el uso de estos sistemas en determinados sectores del cielo”.

Sobre los nuevos desafíos o mejoras que deben enfrentar o desarrollar ambas tecnologías en los próximos años, el Dr. Escárate destaca que “para los futuros telescopios se requiere que estos sistemas tengan un alto desempeño y velocidad de corrección. Incluso que puedan mitigar el efecto de las vibraciones mecánicas sobre los sistemas ópticos”.

Guía Laser de Estrellas (LGS)

En Paranal, para superar las limitaciones que presenta la óptica adaptativa se utiliza el sistema de Guía Laser de Estrellas (LGS) y que permite corregir la distorsión de la atmosfera. Juan Beltrán, Técnico en Electrónica de la Sede Concepción es el principal responsable de mantenerlo operativo y entregar todos los datos necesarios para su correcto uso.

“Este laser se propaga desde el telescopio UT4 hacia la mesósfera, a 90 kilómetros de la superficie y en donde se acumula el sodio. Nuestro laser está sintonizado a 589 nanómetros, que es justamente la longitud que se necesita para excitar los átomos de sodio y generar fotones en esta capa, que llamamos estrella guía artificial y que permite mejorar la calidad de las imágenes obtenidas”, explica, añadiendo que “de esta manera, se compara la estrella natural con la artificial y el algoritmo que tiene el instrumento compensa las perturbaciones que presenta la atmosfera”, comenta.

Los científicos de Paranal se reúnen todos los días, cerca de las cuatro de la tarde, para programar la abertura de los telescopios, que por lo general se inicia dos horas después. Es ahí donde se decide con qué instrumento se iniciarán las observaciones -porque cada telescopio cuenta con tres focos-, y también se informa sobre los trabajos realizados durante el día.

“Acá es donde el astrónomo finalmente decide si se va a utilizar o no el LGS. Si se hace, el láser se prepara y se deja disponible para que lo utilicen en la noche. El láser ahora es de fibra, por lo tanto su preparación es mucho más rápida –cerca de media hora–. No como antes, que era un láser de tinta, y teníamos que esperar una termalización y realinear toda la óptica intermedia”, sostiene.

Fuente: UTFSM / Comunicaciones - 05/09/2014