A la búsqueda de explosiones de rayos gamma

Científicos de México y EU alistan una cámara especial para captar esas enigmáticas fuentes de energía. Operará en 2011
ALCANCES. El proyecto ayudará a entender fenómenos celestes como los cuaseres
Hace varias décadas, las naciones más poderosas del mundo emplearon satélites-espía militares para detectar supuestas armas nucleares ocultas en manos de sus enemigos políticos. Con estos programas descubrieron misteriosas explosiones de rayos gamma, pero su origen no estaba en la Tierra y ni siquiera en nuestra Vía Láctea -como se confirmó después- sino en lejanas galaxias ubicadas a miles de años luz de distancia.


Hoy, el origen de estas grandes explosiones altamente energéticas -se cree que emiten en pocos segundos tanta energía como la que el sol arrojará a lo largo de sus 5 mil millones de años de vida- sigue siendo una incógnita. Y para tratar de descifrarlo, un equipo de científicos de México y EU alista un ambicioso proyecto de observación celeste.

Esta empresa, denominada RATIR (Reionization and Transients Infrarred Camera, Cámara Infrarroja para Reionización y Fuentes Transitorias ) es el primer paso para establecer una colaboración más cercana entre las entidades participantes: la Universidad de Berkeley (California, EU); el Centro de Vuelos Espaciales Goddard, de la NASA, así como la UNAM y el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) por parte del país.

RATIR aprovechará recursos tecnológicos ya disponibles, como el satélite Swift, de la NASA, en órbita desde 2004 y que permite monitorear explosiones gamma con un amplio campo de visión, pero con baja capacidad de resolución. Al detectar uno de esos inusuales fenómenos, el artefacto indica en qué posición están y los analiza con sus telescopios, que operan en rangos desde el óptico hasta el ultravioleta o rayos X.

Los científicos pretenden que cuando el Swift detecte un nuevo estallido de ese tipo (fenómeno que ocurre típicamente una vez por semana) y envíe su correspondiente señal, en la Tierra ya estén sincronizados otros equipos de observación capaces de captarlo y producir una mejor calidad de imágenes.

La aportación mexicana será uno de los tres telescopios (el de 1.5 metros de diámetro) emplazados en el Observatorio Astronómico Nacional (OAN) en la Sierra de San Pedro Mártir, Baja California, que ya está en proceso de robotización para poder seguir las señales enviadas por el Swift de manera automática y en tiempo real. Al instrumento se le acoplará la cámara RATIR, cuya construcción comenzará una vez que concluya la etapa actual de revisión del diseño.

Un vistazo al pasado

“Trataremos de ver más lejos y más temprano en la historia del Universo, observar eventos que sucedieron cuando las galaxias comenzaban a formarse hace unos 10 mil millones de años”, comenta Alan M. Watson, miembro del equipo responsable de RATIR e investigador del Instituto de Astronomía de la UNAM. Con esto, dice, será posible subsanar un importante vacío, pues las explosiones gamma no han sido suficientemente estudiadas hasta ahora.

“El telescopio del OAN seguirá siendo utilizado para hacer ciencia en México, pero ya no del modo tradicional, en el cual los astrónomos acudían durante varias noches a observar un par de veces al año, pues ahora estará robotizado. Esto tiene grandes ventajas, porque al ser un instrumento pequeño facilitará dar seguimiento a un objeto celeste y ver sus variaciones”, aclara Watson.

La NASA -que aportará alrededor de 200 millones de dólares al proyecto- ha detectado entre 2004 y 2010 más de 500 explosiones gamma a través del satélite Swift, que tiene cartografiadas en una especie de planisferio celestial. Estas imágenes dan cuenta de fenómenos muy variados, que abarcan desde explosiones de supernovas (etapa final de algunas estrellas) hasta agujeros negros, según suponen los expertos.

La cámara RATIR incorporará avanzada tecnología en cada una de sus piezas, entre las que figuran cuatro detectores especializados para diferentes longitudes de onda, que harán posible observar eventos en regiones que abarcan desde la luz visible (rango óptico) hasta el infrarrojo. Todo el sistema, que está en fase de revisión para hacer las modificaciones necesarias, estará completamente integrado y listo para operar durante el primer semestre de 2011.

“El campo de observación del satélite Swift es muy grande, por eso puede detectar fácilmente explosiones de rayos gamma; pero no puede verlas con gran detalle, esto es, con una mayor resolución y por eso envía las señales a bases en Tierra, de donde se canalizan a los telescopios través de Internet”, explica por su parte Alejandro Farah Simón, también del IA de la UNAM.

Cuando ocurra un estallido, añadió Farah, el telescopio del OAN, una vez equipado con la cámara especial que irá montada en su foco “se despertará” para seguir el fenómeno celeste detectado y tomarle fotografías de alta resolución. “Este proceso de robotización permitirá hacer ciencia novedosa que antes no era posible en México”, completa Watson.

Control a distancia

El proceso de robotización del telescopio de 1.5 metros requerirá ciertos ajustes, como instalar sistemas de control mecánico y electrónico, aunque en muchos aspectos el instrumento ya puede programarse para efectuar movimientos sin necesidad de la intervención humana, aclara el investigador especializado en formación de estrellas e instrumentación óptica e infrarroja.

La mayoría de componentes de la cámara RATIR serán diseñados y manufacturados con base en equipos similares a nivel comercial, aunque también incorporará algunas piezas especiales, pues en su parte inferior (para detección en infrarrojo, que es la más costosa) llevará una caja fría que necesitará una bomba de vacío; todos ellos serán diseñados y fabricados por una compañía del ramo especializada.

Cuando todo el sistema comience a operar, el satélite Swift enviará las señales con las características y ubicación de las explosiones hacia el Centro de Vuelos Espaciales Goddard, localizado en Maryland, de donde serán luego distribuidas a otros centros de investigación para su seguimiento. “Lo importante es que el mundo sólo hay otros dos telescopios robóticos que operan en el infrarrojo, pero nuestra cámara lo hará además en el visible”, remarca Watson.

Además, la experiencia práctica y conocimientos en robótica e instrumentación que se generen con la puesta en marcha de RATIR serán las bases para establecer una futura colaboración que ya prevén las instituciones participantes, con la meta de sondear vastas regiones del firmamento, pero ahora a través de un gigantesco telescopio para captar radiaciones infrarrojas.

“Tener a tiempo los componentes ópticos es una de las partes que más nos preocupa, porque se tendrán que construir piezas específicamente para este proyecto, que deberán pulirse y protegerse con capas antirreflejantes para hacer las primeras pruebas. Queremos estar en el telescopio lo más pronto posible, previsiblemente hacia enero de 2011”, anticipa Alan M. Watson.

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