Liberándonos de la atmósfera

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Liberándonos de la atmósfera

Por : 23-06-2007

El sistema de estrella guía láser del Telescopio Muy Grande de ESO inicia sus operaciones científicas regulares.

Comunicado de Prensa ESO PR 27/07.

Una estrella artificial generada por láser brilla ahora regularmente sobre el cielo de Paranal, hogar del Telescopio Muy Grande (VLT) de ESO, uno de los más avanzados entre los grandes telescopios con base en tierra.

Este sistema proporciona asistencia a los instrumentos de óptica adaptativa del VLT y de esa forma permite a los astrónomos obtener imágenes libres del efecto de distorsión atmosférica, sin importar la luminosidad ni la ubicación en el cielo del objeto observado. Ahora que es ofrecido rutinariamente por el observatorio, los cielos lucen mucho más nítidos para los astrónomos.

A los efectos de contrarrestar el efecto de distorsión de la atmósfera, los astrónomos utilizan la técnica de óptica adaptativa. Esto requiere, sin embargo, una estrella cercana de referencia que tiene que ser relativamente luminosa, limitando así el área del cielo que puede ser inspeccionada. Para superar esta limitación, ahora los astrónomos utilizan en Paranal un poderoso láser que crea una estrella artificial, dónde y cuándo se la necesita.

Dos de los instrumentos científicos de óptica adaptativa (AO), NACO y SINFONI, han sido mejorados para trabajar con la recientemente instalada Estrella Láser Guía (LGS) (véase ESO 07/06: Una estrella articial brilla en los cielos del sur) y ya han producido sus primeros resultados científicos. Este logro abre el acceso de los astrónomos a un tesoro de nuevos objetivos para ser estudiados por los ojos agudos de AO.

“Estos instrumentos resaltan la ventaja de utilizar una estrella guía láser con los instrumentos de óptica adaptativa, ya que no podrían haber sido obtenidos con estrellas guía naturales”, dice Norbert Hubin, jefe del grupo de óptica adaptativa en ESO. “Es también un mojón crucial hacia los sistemas multi-láser que ESO está diseñando para el VLT y para el futuro E-ELT (véase ESO 19/07: Nueva técnica de óptica adaptativa)

ESO PR Foto 27a/07: Un combinador ultra-luminosoIRAS 06035-7102 se formó cuando dos galaxias espirales pasaron una junto a la otro en su primer encuentro cercano, lanzando enormes corrientes de gas y estrellas. Al mismo tiempo, se iniciaron múltiples estallidos de vigorosa formación estelar. El detalle en esta imagen permite que esos cúmulos estelares compactos sean vistos con claridad, tanto alrededor del núcleo progenitor como en las colas de marea. El código de color corresponde a la intensidad.© NACO-LGS/VLT (pulsar sobre la imagen para ampliarla)

NOTA: para obtener una imagen de alta resolución, pulsar aquí.
El sistema de estrella guía láser instalado en Paranal utiliza el láser de tinte PARSEC desarrollado por MPE-Garching y MPIA-Heidelberg, mientras que el telescopio de lanzamiento y el laboratorio láser fue desarrollado por ESO.

“Resulta grandioso ver a todo el sistema trabajando tan bien”, enfatiza Richard Davies, gerente de proyecto del láser PARSEC.

“Para probar el sistema de óptica adaptativa de guía estrella láser hasta sus límites, y aún más allá, observamos un buen número de galaxias, desde una vecina muy cercana hasta una que se puede ver cuando el universo era muy joven”, explica Markus Kasper, el Científico del Instrumento NACO en ESO.

Los primeros objetos observados son galaxias interactuantes. Las imágenes obtenidas revelan detalles exquisitos, y tienen una resolución comparable a la del Telescopio Espacial Hubble. En un caso, fue posible derivar por primera vez el movimiento de las estrellas en dos galaxias que se están fusionando, mostrando que hay dos discos de estrellas que rotan en sentidos opuestos.

“La resolución mejorada que proporciona la óptica adaptativa de estrella guía láser traerá seguramente nuevos e importantes descubrimientos en esta área tan emocionante”, dic Davies.

ESO PR Foto 27b/07: Sistema de galaxias en fusión Arp 220Esta comparación entre la imagen de visión limitada (del archivo UKIRT, izquierda) y la imagen LGS-AO del par de galaxias interactuantes IRAS 09061-1248 muestra la enorme cantidad de detalle que puede revelar la técnica de óptica adaptativa con estrella guía láser. La imagen de la derecha es una fotografía en la banda-K obtenida con NACO y el LGS. El código de color corresponde a la intensidad.© SINFONI-LGS/VLT (pulsar sobre la imagen para ampliarla)

NOTA: para obtener una imagen de alta resolución, pulsar aquí.
Después, los astrónomos dirigieron el láser hacia una galaxia llamada K20-ID5 que muestra un corrimiento al rojo de 2,2, es decir, que estamos viendo esta galaxia tal como era cuando el universo tenía apenas un tercio de su edad actual. Esta imagen obtenida con NACO muestra que las estrellas están concentradas en una región mucho más compacta que el gas.

“Ambas observaciones son notables y emocionantes”, declara Kasper. “Muestran por primera vez que es posible delinear en forma tan detallada las distribuciones tanto de las estrellas como del gas en una época en la cual estamos siendo testigos de la formación de galaxias similares a nuestra propia Vía Láctea”.

En el extremo opuesto, mucho más cerca de nuestro hogar, se realizaron observaciones LGS-AO de la galaxia activa NGC 4945. Estas nuevas observaciones LGS con NACO resolvieron las zonas centrales en una multitud de estrellas individuales.

“Es, en galaxias como éstas en las que podemos realmente cuantificar la historia de formación estelar en las proximidades del núcleo, que estamos en condiciones de comenzar a unir las piezas del rompecabezas de cómo el gas se acumula en un agujero negro súper masivo, y de comprender cómo y cuándo estos agujeros negros se vuelven tan luminosos”, dice Davies.

ESO PR Foto 27c/07: Galaxia activa NGC 4945En esta galaxia los núcleos están mucho más cerca uno del otro y no pueden distinguirse sin una alta resolución espacial. En este caso se logró una resolución comparable a la del Hubble (0,2 arcosegundos). Muestra por primera vez los discos estelares contra-rotatorios que son los núcleos de las galaxias progenitoras. En contraste, el movimiento del gas está dominado por un disco más grande formado por el gas remanente de los discos de las progenitoras. La rotación del gas está gobernada por la geometría de la interacción y es diferente del de las estrellas de los núcleos progenitores. Las cuatro imágenes muestran (de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo) la distribución del gas molecular, la luz estelar, la velocidad del gas y la velocidad de las estrellas. Para los mapas de velocidad, los colores rojo y azul indican movimientos de acercamiento y de alejamiento, respectivamente.© NACO-LGS/VLT (pulsar sobre la imagen para ampliarla)

NOTA: para obtener una imagen de alta resolución, pulsar aquí.
Aún más cerca de casa, el sistema LGS también puede ser aplicado a los objetos del sistema solar, tales como asteroides o satélites, y también para el estudio de regiones particulares de cuerpos extensos, tales como las regiones polares de los planetas gigantes, donde se concentra la actividad de las auroras. Durante su verificación científica, los investigadores dirigieron el instrumento SINFONI con el LGS a un objeto transneptuniano, 2003 EL61. El alto contraste y la sensibilidad de imagen obtenidas con el uso del modo LGS permitió la detección de los dos tenues satélites conocidos que orbitan ese TNO.

“A partir de tales observaciones se puede estudiar la composición química del material superficial del TNO y de sus satélites (principalmente, hielo cristalino de agua), estimar las propiedades de su superficie y delimitar su estructura interna”, explica Christophe Dumas, de ESO.

El Sistema de Guía Láser VLT es el resultado de un trabajo de colaboración de un equipo de científicos e ingenieros de ESO y de los Institutos Max Planck de Física Extraterrestre en Garching y de Astronomía en Heidelberg, Alemania. NACO fue construido por un consorcio de institutos franceses y alemanes y ESO. SINFONI fue construido por un consorcio de institutos alemanes y holandeses y ESO.

Más información

Normalmente, la nitidez de la imagen que se puede obtener con un telescopio ubicado en tierra está limitada por los efectos de la turbulencia atmosférica. Este problema puede ser superado con la óptica adaptativa, que permite al telescopio producir imágenes que son tan nítidas como las obtenidas desde el espacio. Esto significa que pueden ser estudiados detalles más finos de los objetos astronómicos, y también que pueden ser observados objetos menos luminosos.

Para poder funcionar, la óptica adaptativa necesita una estrella de referencia cercana que debe ser relativamente luminosa, limitando por tanto el área del cielo que puede ser inspeccionada hasta apenas un pequeño porcentaje. Para superar esta limitación, los astrónomos utilizan un poderoso láser que crea una estrella artificial, cuándo y dónde la necesitan.

El rayo láser aprovecha la ventaja de la capa de átomos de sodio que se encuentra en la atmósfera terrestre, a una altitud de 90 kilómetros. Brillando en una longitud de onda bien definida, el láser hace que resplandezca. El haz láser se envía desde Yepun, la cuarta Unidad Telescopio de 8,2 metros del Telescopio Muy Grande, generando así una estrella artificial.

A pesar de que esta estrella es unas 20 veces más tenue que la estrella menos luminosa que puede ser observada a simple vista, es lo suficientemente brillante como para que la óptica adaptativa mida y corrija el efecto de distorsión de la atmósfera.

Comparada con una estrella normal, esta estrella artificial posee algunas propiedades diferentes que el sistema asociado Estrella Guía Láser (LGS) – Óptica Adaptativa (AO) ha sido capaz de enfrentar.

Contactos
Markus Kasper, Stefan Stroebele
ESO, Garching, Germany
Phone: +49 89 3200 6359, +49 89 3200 6323
Email: mkasper (en) eso.org, sstroebe (en) eso.org

Richard Davies
Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics,
Garching, Germany
Phone: +49 89 30000 3298
Email: davies (en) mpe.mpg.de

Domenico Bonaccini Calia
ESO, Garching, Germany
Mobile: +49 (0) 175 204 88 79
Email: Domenico.Bonaccini (at) eso.org

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Traducido para Astroseti.org por Heber Rizzo Baladán

Web Site: ESO Press Release 27/07
Artículo: “Free from the Atmosphere”
Fecha: Junio 13, 2007

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Enlace con el artículo original en inglés: AQUÍ.

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