¿Cuáles son los principales instrumentos utilizados para la observación del espacio?

Con el tiempo, nuestra comprensión del cielo ha evolucionado de una manera impresionante: hasta 1609, la única forma de observar el cielo nocturno era a simple vista. Fue entonces cuando Galileo Galilei creó la primera herramienta para observar el espacio con más detalle, el catalejo. Hoy, tenemos grandes telescopios aquí en la Tierra e incluso en su órbita. Ampliamos nuestra mirada y fuimos más allá, nos dimos cuenta de que nuestro planeta no es el único y el Sol es una de las 400 mil millones de estrellas, eso es solo pensar en la Vía Láctea. Pero, ¿cuáles son los principales instrumentos que se utilizan para observar el espacio de que disponemos hoy?

Observar el espacio es analizar el espectro electromagnético, conocido como luz, que recibimos de él en varias bandas, emanando o reflejado por los cuerpos celestes. En este espectro, tenemos la luz visible, que es responsable de los colores que nuestros ojos son capaces de absorber y procesar. Pero en esta inmensidad del universo, existen otras fuentes de luz en frecuencias invisibles para nosotros, como los rayos gamma, rayos X, infrarrojos y también ondas de radio. Para ello, es necesario utilizar equipos desarrollados específicamente para «ver» estas otras frecuencias.

Por esta razón, tenemos una serie de instrumentos que amplían nuestra percepción y comprensión del espacio, capaces de ver la alta energía que emana un agujero negro de sus polos cuando consume materia o, luego, estrellas recién nacidas dentro de grandes nebulosas. Desde el nivel más amateur y modesto hasta los observatorios más grandes de la Tierra (y en su órbita), utilizados por astrónomos profesionales de todo el mundo, ¿cuál será el mejor instrumento utilizado para observar el espacio?

Principales instrumentos de observación espacial

Prismáticos

Un binocular está formado por un par de telescopios que utilizan las propiedades de la óptica con sus lentes para ampliar nuestro campo de visión, al igual que los telescopios. Son comúnmente utilizados por observadores nuevos en astronomía. En cuanto a rendimiento, son similares a los telescopios más básicos, pero destacan por ser más ligeros, económicos y portátiles. Es una gran herramienta para comenzar a estudiar el cielo nocturno, antes de migrar a un telescopio. Con él, es posible observar a Júpiter y sus lunas, nebulosas (la de Orión, por ejemplo) y algunas galaxias distantes.

Telescopios

Los telescopios son herramientas que utilizan lentes o espejos curvos para capturar y enfocar la luz. Sin embargo, a diferencia de los binoculares, un telescopio requiere un poco más de conocimientos técnicos en su manejo. A través de ellos, podemos ver objetos celestes con poca luz o que se encuentran a grandes distancias.

Hay dos tipos principales de telescopios. El primero es el refractor, que captura y enfoca imágenes a través de lentes; para ver objetos más distantes, carece de lentes más gruesos. El segundo tipo es el reflector, que captura y expande la luz a través de espejos esféricos y es el tipo más utilizado porque es más barato que los refractores, además de más ligero – también se le conoce como el telescopio newtoniano en honor a su inventor, Isaac Newton .

El telescopio terrestre más grande se encuentra en el Observatorio Roque de los Muchachos, en España, el Gran Telescopio Canarias, conocido como GRANTECAN (GTC). Es de tipo reflector y tiene un espejo de 10,4 metros de diámetro, ubicado a una altura de 2.267 metros, siempre en condiciones abiertas y sin nubes. Es capaz de observar galaxias muy distantes.

Telescopios espaciales

Los telescopios espaciales tienen algunas ventajas sobre los terrestres, como la ausencia de turbulencias atmosféricas y la contaminación lumínica, factores que dificultan el tiempo de captar la luz procedente del espacio. Sin embargo, es de destacar que no sustituyen a los observatorios terrestres, ya que su trabajo es complementario y no «rival».

A continuación, un poco sobre algunos de los principales telescopios espaciales ya puestos en órbita:

Telescopio espacial Hubble (HST)

El Hubble opera a una altitud de 560 km, que funciona como un gran telescopio reflector: su espejo principal tiene 2,4 metros de diámetro para capturar la luz visible. También es capaz de observar el universo en otros rangos de frecuencia de luz, como rayos gamma, rayos X e infrarrojos. Es un instrumento de gran importancia para la historia de la astronomía, ya que revolucionó nuestra comprensión del universo, al igual que Galileo con el catalejo.

Telescopio espacial Fermi de rayos gamma (FGST)

Los rayos gamma son la forma más energética de radiación y liberan energía miles de millones de veces mayor que la luz visible. Para tanta energía, tan solo un evento tan gigante provocaría la liberación de esta gran cantidad de energía, como los chorros lanzados por los agujeros negros al consumir materia, supernovas o quilonovas. FGTS observa el flujo de energía en el universo y a través de él nos damos cuenta de lo dinámico que es. Para ello cuenta con el Telescopio de Gran Área (LAT) y el Monitor de Explosión de Rayos Gamma (GBM), que capturan y filtran los rayos gamma. LAT es la herramienta principal del telescopio y trabaja con cuatro subsistemas que filtran esta gran energía.

Observatorio de rayos X Chandra

Chandra observa el universo mediante rayos X y, para ello, cuenta con cuatro espejos que son más resistentes que los que se utilizan en los telescopios ópticos (como el Hubble). Eso es porque los fotones de rayos X penetran en un espejo de la misma manera que una bala golpea una pared, ya que son extremadamente enérgicos. El observatorio cuenta con otras herramientas científicas como los espectrómetros LETG y HETG que brindan información más detallada sobre la composición de estos rayos. Es capaz de observar supernovas y restos de ellas.

SOFIA (sigla para Observatorio estratosférico de astronomía infrarroja)

SOFIA es un telescopio reflector de 2,7 metros de diámetro, capaz de observar el universo en el infrarrojo del espectro electromagnético. Es uno de los observatorios espaciales más interesantes, ya que se utiliza dentro de un avión Boeing 747 que vuela alto en la atmósfera, eliminando la interferencia de las capas de aire.

Radiotelescópios

A diferencia de los telescopios, los radiotelescopios funcionan como grandes antenas en un formato parabólico que «leen» el universo a través de radiofrecuencias, que son invisibles a nuestros ojos. Recogen frecuencias de radio emitidas o reflejadas por objetos celestes bastante distantes de la Tierra, como púlsares o galaxias activas (llamadas cuásares), porque emiten radiación de radiofrecuencia. Algunos funcionan a través del conjunto de varios radiotelescopios pequeños.

A continuación, algunos de los principales radiotelescopios del mundo:

Atacama Large Millimeter Array (ALMA)

ALMA tiene un conjunto de 66 antenas parabólicas, 54 de las cuales tienen 54 metros de diámetro y los restantes 12 metros; el rendimiento del radiotelescopio depende del funcionamiento sincronizado de todas las antenas. Observa la luz emitida por los objetos a baja temperatura, lo que permite desentrañar misterios como la formación de planetas, las «huellas dactilares» de moléculas complejas o la radiación residual del Big Bang. El radiotelescopio está ubicado a 5 km de altura, en el desierto de Atacama, en Chile, a gran altura y donde la atmósfera es limpia y seca, reduciendo cualquier factor que pueda entorpecer la observación.

Radiotelescópio FAST

El telescopio esférico de apertura de quinientos metros (FAST), como su nombre lo indica, es un radiotelescopio de 500 metros de diámetro, lo que lo convierte en el más grande del mundo. Es considerado el “ojo de China”, donde se ubica, y su principal misión es observar la evolución del universo, incluyendo fenómenos como ondas gravitacionales, materia oscura y signos que puedan indicar la existencia de civilizaciones extraterrestres. FAST también es capaz de observar «ráfagas rápidas de radio» (FRB), que son fenómenos con gran energía y que duran solo milisegundos; su origen sigue siendo un gran misterio.

«Diferencias»

Estos son solo algunos ejemplos de los principales instrumentos utilizados para observar el espacio, pero hay muchos otros telescopios y radiotelescopios en todo el mundo. Algunos proyectos son curiosos, como el Event Horizon Telescope (EHT), que nos proporcionó la primera imagen real de un agujero negro, ubicado en el centro de la galaxia M87. El proyecto involucra una red global de radiotelescopios, que combina datos de varias estaciones -una de las mayores acciones de cooperación entre diferentes instituciones y observatorios profesionales-, formando una especie de telescopio virtual del tamaño del planeta Tierra.

Además, además de las herramientas de observación del cielo nocturno, en la actualidad existe una gran cantidad de aplicaciones, o simuladores informáticos, que pueden ayudar a un observador novato en sus estudios. Los binoculares y los telescopios más pequeños son utilizados por astrónomos aficionados y, los más grandes y complejos, por astrónomos profesionales. Pero eso no impide que un amante de la astronomía visite uno de estos grandes observatorios alrededor del mundo, ya que la mayoría de ellos incluso cuentan con una visita guiada para el público en general, es decir, en momentos distintos a los de la pandemia y el alejamiento social.

Lo importante es conocer las herramientas que tenemos a nuestra disposición para contemplar y estudiar el cielo nocturno. Mirar el cielo es reconocer una parte de uno mismo, como dijo el famoso Carl Sagan: “somos una forma de que el cosmos se conozca a sí mismo”.