9 telescopios que cambiarán la forma en que vemos el espacio

Nuestra visión desde la Tierra siempre ha sido bastante buena, aparte de las nubes y el resplandor. Sin embargo, fue transformado por telescopios en el siglo XVII y ha mejorado enormemente desde entonces. Desde los telescopios de rayos X hasta el telescopio espacial Hubble que evita la atmósfera, es difícil incluso creer lo que podemos ver ahora.

Y a pesar de todo lo que han hecho, los telescopios recién comienzan. La astronomía está al borde de otra interrupción similar al Hubble, gracias a una nueva generación de mega telescopios que utilizan enormes espejos, ópticas adaptativas y otros trucos para mirar más profundamente en el cielo, y más atrás en el tiempo, que nunca. Estos proyectos de miles de millones de dólares han estado en proceso durante años, desde enormes como el controvertido telescopio de treinta metros de Hawai hasta el telescopio espacial James Webb, el muy esperado sucesor de Hubble.

Los telescopios terrestres más grandes de la actualidad usan espejos de 10 metros (32.8 pies) de diámetro, pero el espejo de Hubble de 2.4 metros roba el espectáculo porque está sobre la atmósfera, lo que distorsiona la luz para los observadores en la superficie de la Tierra. Y la próxima generación de telescopios los eclipsará a todos, con espejos aún más enormes, así como una mejor óptica adaptativa, un método para usar espejos flexibles controlados por computadora para ajustar la distorsión atmosférica en tiempo real. El Telescopio gigante de Magallanes en Chile será 10 veces más poderoso que el Hubble, por ejemplo, mientras que el Telescopio extremadamente grande europeo reunirá más luz que todos los telescopios de 10 metros existentes en la Tierra combinados.

La mayoría de estos telescopios no estarán operativos hasta la década de 2020, y algunos se han enfrentado a contratiempos que podrían retrasar o incluso descarrilar su desarrollo. Pero si alguno se vuelve tan revolucionario como lo fue Hubble en 1990, es mejor que comencemos a preparar nuestras mentes ahora. Entonces, sin más preámbulos, aquí hay algunos telescopios prometedores de los que probablemente escuchará mucho en las próximas décadas:

1. Radiotelescopio MeerKAT (Sudáfrica)

El 13 de julio de 2018, Sudáfrica presentó el súper radiotelescopio del mundo, MeerKAT, que será al menos 50 veces más potente que cualquier telescopio en la Tierra. (Foto: MUJAHID SAFODIEN / AFP / Getty Images)

MeerKAT no es solo un telescopio, sino un grupo de 64 antenas (que proporcionan 2.000 pares de antenas) ubicadas en el norte de la provincia del Cabo de Sudáfrica. Cada plato tiene 13.5 metros de diámetro y ayuda a formar el radiotelescopio más sensible del mundo. Todos los platos funcionan juntos como un único telescopio gigante para recoger señales de radio del espacio y traducirlas. A partir de esos datos, los astrónomos pueden crear imágenes de las señales de radio. El Observatorio de Radioastronomía de Sudáfrica dice que MeerKAT "contribuye de manera crítica a crear imágenes de alta fidelidad del cielo de radio, incluida esta mejor vista del centro de la Vía Láctea".

"MeerKAT ahora ofrece una vista insuperable de esta región única de nuestra galaxia. Es un logro excepcional", dice Farhad Yusef-Zadeh, de la Universidad Northwestern. "Han construido un instrumento que será la envidia de los astrónomos de todo el mundo y tendrá una gran demanda en los próximos años".

El sistema de telescopio de Sudáfrica se convertirá en parte de la matriz intercontinental de kilómetros cuadrados (SKA) ubicada en Australia. SKA es un proyecto de radiotelescopio entre ambos países que al final tendrá un espacio de recolección de un kilómetro cuadrado.

2. Telescopio europeo extremadamente grande (Chile)

El telescopio europeo extremadamente grande será el telescopio más grande de la Tierra una vez que esté terminado. (Imagen: L. Calçada / ESO)

El desierto de Atacama de Chile es el lugar más seco de la Tierra, carece casi por completo de la precipitación, la vegetación y la contaminación lumínica que pueden confundir los cielos en otros lugares.

Ya donde se encuentran los observatorios La Silla y Paranal del Observatorio Europeo Austral, el último de los cuales incluye su Telescopio Muy Grande de renombre mundial, y varios proyectos de radioastronomía, el Atacama pronto también albergará el Telescopio Extremadamente Grande Europeo, o E-ELT. La construcción de este gigantesco nombre comenzó en junio de 2014, cuando los trabajadores destruyeron un espacio plano sobre el Cerro Armazones, una montaña de 10, 000 pies en el desierto del norte de Chile. La construcción del telescopio y la cúpula comenzó en mayo de 2017.

Proyectado para comenzar a operar en 2024, el E-ELT será el telescopio más grande en la Tierra, con un espejo principal que se extiende a 39 metros de ancho. Su espejo estará compuesto por muchos segmentos, en este caso 798 hexágonos que miden 1, 4 metros cada uno. Recopilará 13 veces más luz que los telescopios actuales, lo que lo ayudará a recorrer los cielos en busca de indicios de exoplanetas, energía oscura y otros misterios evasivos. "Además de esto", agrega el ESO, "los astrónomos también planean lo inesperado: seguramente surgirán preguntas nuevas e imprevisibles de los nuevos descubrimientos realizados con el E-ELT".

3. Telescopio gigante de Magallanes (Chile)

El telescopio gigante de Magallanes explorará los cielos en busca de vida extraterrestre en mundos distantes. (Imagen: Telescopio gigante de Magallanes)

Otra adición a la impresionante colección de telescopios de Chile es el Telescopio Gigante de Magallanes, planeado para el Observatorio Las Campanas en el sur de Atacama. El diseño único del GMT presenta "siete de los espejos monolíticos rígidos más grandes de la actualidad", según la Organización del Telescopio Gigante de Magallanes. Estos reflejarán la luz en siete espejos secundarios más pequeños y flexibles, luego de vuelta a un espejo primario central y finalmente a cámaras de imágenes avanzadas, donde se puede analizar la luz.

"Debajo de cada superficie del espejo secundario, hay cientos de actuadores que ajustarán constantemente los espejos para contrarrestar la turbulencia atmosférica", explica el GMTO. "Estos actuadores, controlados por computadoras avanzadas, transformarán estrellas centelleantes en puntos de luz claros y constantes. De esta forma, el GMT ofrecerá imágenes 10 veces más nítidas que el telescopio espacial Hubble".

Al igual que con muchos telescopios de próxima generación, el GMT está apuntando a nuestras preguntas más irritantes sobre el universo. Los científicos lo usarán para buscar vida extraterrestre en exoplanetas, por ejemplo, y para estudiar cómo se formaron las primeras galaxias, por qué hay tanta materia oscura y energía oscura, y cómo será el universo dentro de unos trillones de años a partir de ahora. Su objetivo de apertura, o "primera luz", es 2023.

4. Telescopio de treinta metros (Hawai)

Además de trabajar junto con el telescopio espacial James Webb, el telescopio de treinta metros estaría atento a la materia oscura. (Imagen: Telescopio de treinta metros)

El nombre del telescopio de treinta metros habla por sí mismo. Su espejo tendría el triple del diámetro de cualquier telescopio en uso hoy en día, permitiendo a los científicos ver la luz de objetos más lejanos y más débiles que nunca. Más allá de estudiar el nacimiento de planetas, estrellas y galaxias, también serviría para otros propósitos, como arrojar luz sobre la materia oscura y la energía oscura, revelar conexiones entre galaxias y agujeros negros, descubrir exoplanetas y buscar vida extraterrestre.

El proyecto TMT ha estado en proceso desde la década de 1990, concebido como un "poderoso complemento del telescopio espacial James Webb para rastrear la evolución de las galaxias y la formación de estrellas y planetas". Se uniría a otros 12 telescopios gigantes ya colocados sobre Mauna Kea, la montaña más alta de la Tierra desde la base hasta el pico y una meca para los astrónomos de todo el mundo. El TMT recibió la aprobación final y comenzó a construirse en 2014, pero el trabajo pronto se detuvo debido a las protestas que se oponían a la colocación del telescopio en Mauna Kea.

TMT ha ofendido a muchos nativos de Hawái, que se oponen a la construcción de grandes telescopios en una montaña que se considera sagrada. La corte suprema de Hawai dictaminó que el permiso de construcción de TMT era inválido a fines de 2015, argumentando que el estado no permitió que los críticos expresaran sus quejas en una audiencia antes de que fuera otorgada. La Junta de Tierras y Recursos Naturales del estado luego votó a favor de aprobar el permiso de construcción en septiembre de 2017, aunque, según los informes, se apela ese fallo.

5. Gran telescopio de estudio sinóptico (Chile)

El gran telescopio de prospección sinóptica tendrá una cámara del tamaño de un automóvil pequeño. (Imagen: Large Synoptic Survey Telescope Corporation)

Los espejos más grandes no son la única clave para construir un telescopio que cambie el juego. El gran telescopio de prospección sinóptica medirá solo 8, 4 metros de diámetro (que sigue siendo bastante grande), pero lo que le falta en tamaño lo compensa con alcance y velocidad. Como telescopio de prospección, está diseñado para escanear todo el cielo nocturno en lugar de enfocarse en objetivos individuales, solo que lo hará cada pocas noches, utilizando la cámara digital más grande de la Tierra para grabar películas coloridas y de lapso de tiempo del cielo en acción.

Esa cámara de 3.200 millones de píxeles, aproximadamente del tamaño de un automóvil pequeño, también podrá capturar un campo de visión extremadamente amplio, tomando imágenes que cubren 49 veces el área de la luna de la Tierra en una sola exposición. Esto agregará una "capacidad cualitativamente nueva en astronomía", según la Corporación LSST, que está construyendo el telescopio junto con el Departamento de Energía de los Estados Unidos y la Fundación Nacional de Ciencia.

"El LSST proporcionará mapas tridimensionales sin precedentes de la distribución masiva en el universo", agregan los desarrolladores, mapas que podrían arrojar luz sobre la misteriosa energía oscura que impulsa la expansión acelerada del universo. También producirá un censo completo de nuestro propio sistema solar, incluidos asteroides potencialmente peligrosos de hasta 100 metros. La primera luz está programada para 2022.

6. Telescopio espacial James Webb

Tres veces más grande que el Hubble, el telescopio espacial James Webb debería poder mirar más profundamente en el espacio antiguo. (Imagen: Northrop Grumman / NASA)

El telescopio espacial James Webb de la NASA tiene grandes zapatos que llenar. Diseñado para tener éxito con el Hubble y el telescopio espacial Spitzer, ha generado grandes expectativas y gastos durante casi 20 años de planificación. Los excesos de costos retrasaron la fecha de lanzamiento hasta 2018, luego las pruebas y la integración lo retrasaron aún más hasta 2021. El precio se disparó más allá de su presupuesto de $ 5 mil millones en 2011, casi llevando al Congreso a rechazar su financiamiento. Sobrevivió y ahora está limitado a un límite de $ 8 mil millones establecido por el Congreso.

Al igual que con Hubble y Spitzer, la principal fortaleza de JWST proviene de estar en el espacio. Pero también es tres veces más grande que el Hubble, lo que le permite llevar un espejo primario de 6.5 metros que se despliega para alcanzar el tamaño completo. Eso debería ayudarlo a superar incluso las imágenes del Hubble, proporcionando una cobertura de longitud de onda más larga y una mayor sensibilidad. "Las longitudes de onda más largas permiten al telescopio Webb mirar mucho más cerca del comienzo de los tiempos y buscar la formación no observada de las primeras galaxias", explica la NASA, "así como mirar dentro de las nubes de polvo donde se están formando hoy las estrellas y los sistemas planetarios". ".

Se espera que el Hubble permanezca en órbita hasta al menos 2027, y posiblemente más tiempo, por lo que hay una buena posibilidad de que todavía esté en el trabajo cuando JWST llegue al trabajo en unos pocos años. (Spitzer, un telescopio infrarrojo lanzado en 2003, fue diseñado para durar 2, 5 años, pero puede seguir funcionando hasta "fines de esta década").

7. WFIRST

El JWST no es el único telescopio espacial nuevo y emocionante en la placa de la NASA. La agencia también adquirió dos telescopios espía reutilizados de la Oficina Nacional de Reconocimiento (NRO) de EE. UU. En 2012, cada uno de los cuales tiene un espejo primario de 2, 4 metros junto con un espejo secundario para mejorar la nitidez de la imagen. Cualquiera de estos telescopios reutilizados podría ser más poderoso que el Hubble, según la NASA, que ha estado planeando usar uno para una misión para estudiar la energía oscura desde la órbita.

Esa misión, titulada WFIRST (por "Wide-Field Infrared Survey Telescope"), originalmente iba a utilizar un telescopio con espejos de entre 1.3 y 1.5 metros de diámetro. El telescopio espía NRO ofrecerá grandes mejoras con respecto a eso, dice la NASA, y potencialmente generará "imágenes con calidad de Hubble en un área del cielo 100 veces más grande que Hubble".

WFIRST está diseñado para resolver preguntas fundamentales sobre la naturaleza de la energía oscura, que constituye aproximadamente el 68 por ciento del universo, pero aún desafía nuestros intentos de comprender qué es. Podría revelar todo tipo de información nueva sobre la evolución del universo, pero como con la mayoría de los telescopios de alta potencia, este es un multitarea. Más allá de desmitificar la energía oscura, WFIRST también se uniría a la búsqueda en rápido crecimiento para descubrir nuevos exoplanetas e incluso galaxias enteras.

"Una imagen de Hubble es un bonito póster en la pared, mientras que una imagen de WFIRST cubrirá toda la pared de su casa", dijo el miembro del equipo David Spergel en un comunicado de 2017. Se programó el lanzamiento de WFIRST a mediados de la década de 2020, aunque ahora se oculta una sombra sobre todo el proyecto debido a los recortes presupuestarios de la NASA propuestos por la administración Trump. El problema aún está en manos del Congreso, y muchos astrónomos han advertido que cancelar WFIRST sería un error.

"La cancelación de WFIRST sentaría un precedente peligroso y debilitaría severamente un proceso de encuesta por décadas que ha establecido prioridades científicas colectivas para un programa líder mundial durante medio siglo", dijo Kevin B. Marvel, oficial ejecutivo de la Sociedad Astronómica de Estados Unidos, en una oracion. "Tal movimiento también sacrificaría el liderazgo de los Estados Unidos en la energía oscura basada en el espacio, el exoplaneta y la astrofísica topográfica. No podemos permitir un daño tan drástico en el campo de la astronomía, cuyos impactos se sentirían por más de una generación".

8. Telescopio esférico de apertura de quinientos metros (China)

FAST es similar al Observatorio de Arecibo, pero tiene una serie de mejoras en comparación con el radiotelescopio con base en Puerto Rico. (Foto: VCG / VCG / Getty Images)

China abrió recientemente un radiotelescopio gigante con el proyecto del Telescopio Esférico de Apertura de quinientos metros (FAST), ubicado en la provincia de Guizhou. Con un diámetro de reflector aproximadamente del tamaño de 30 campos de fútbol, ​​FAST es casi el doble de grande que su primo, el Observatorio de Arecibo en Puerto Rico. Si bien tanto FAST como Arecibo son radiotelescopios masivos, FAST puede cambiar sus reflectores, de los cuales hay 4, 450, a diferentes direcciones para investigar mejor las estrellas. Los reflectores de Arecibo, por el contrario, están fijos en sus posiciones y dependen de un receptor suspendido. El telescopio de $ 180 millones buscará ondas gravitacionales, púlsares y, por supuesto, signos de vida extraterrestre.

Sin embargo, FAST no estuvo exento de controversia. El gobierno chino trasladó a 9, 000 personas que vivían dentro de un radio de 3 millas del sitio del telescopio. Los residentes recibieron aproximadamente $ 1, 800 para ayudarlos en sus esfuerzos por encontrar nuevos hogares. El objetivo de la medida, según funcionarios del gobierno, era "crear un entorno de ondas electromagnéticas sonoras" para que el telescopio funcione.

China también aprobó recientemente otro radiotelescopio aún más grande, anunció la Academia de Ciencias de China en enero de 2018. Está programado para abrir en 2023.

9. Proyecto ExTrA (Chile)

El trío de telescopios ExTrA comenzó a operar en el Observatorio La Silla en Chile en enero de 2018. (Foto: ESO)

Sus tres telescopios pueden ser pequeños en comparación con algunos de los gigantes en esta lista, pero el nuevo proyecto ExTrA ("Exoplanetas en tránsito y sus atmósferas") de Francia podría ser un gran problema en la búsqueda de planetas habitables. Utiliza tres telescopios de 0.6 metros, ubicados en el Observatorio La Silla de ESO en Chile, para monitorear regularmente estrellas enanas rojas. Recogen luz de una estrella objetivo y de cuatro estrellas de comparación, luego alimentan la luz a través de fibras ópticas en un espectrógrafo de infrarrojo cercano.

Este es un enfoque novedoso, según el ESO, y ayuda a corregir el efecto disruptivo de la atmósfera de la Tierra, así como los errores de los instrumentos o detectores. Los telescopios están destinados a revelar cualquier leve disminución en el brillo de una estrella, lo cual es una posible señal de que un planeta está orbitando una estrella. Se centran en un tipo específico de estrella pequeña y brillante conocida como enana M, que son comunes en la Vía Láctea. También se espera que los sistemas enanos M sean buenos hábitats para planetas del tamaño de la Tierra, señala el ESO, y por lo tanto buenos lugares para buscar mundos potencialmente habitables.

Además de la búsqueda, los telescopios también pueden estudiar las propiedades de cualquier exoplaneta que encuentren, ofreciendo detalles sobre cómo podría ser en sus atmósferas o en la superficie. "Con ExTrA, también podemos abordar algunas preguntas fundamentales sobre los planetas en nuestra galaxia", dice el miembro del equipo Jose-Manuel Almenara en un comunicado. "Esperamos explorar qué tan comunes son estos planetas, el comportamiento de los sistemas de varios planetas y los tipos de entornos que conducen a su formación".

Nota del editor: esta historia se ha actualizado con nueva información desde que se publicó originalmente en agosto de 2014.

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