TECNOLOGIA, TABLETS Y MOVILES: Las nueve maneras que tenemos de ver (y conocer) el universo gracias a los telescopios espaciales

Hubble

No sabemos si el universo es infinito o no a ciencia cierta, pero mientras lo averiguamos lo que hacemos es rastrearlo a base de bien, tanto desde tierra firme como desde el propio espacio. Pero hay muchas maneras de observarlo, y con los años hemos desarrollado una gran variedad de telescopios espaciales.

Algunos nos pueden resultar incluso familiares, como el que podría ser el telescopio espacial por antonomasia: el Hubble, al cual le va quedando ya menos para la jubilación. Pero no es ni mucho menos el único, y según de qué tipo de observatorio espacial se trate verá (u "oirá") el universo y su composición de una manera u otra.

El clúster Westerlund 2 capturado por el telescopio Hubble. Imagen conmemorativa de sus 25 años en órbita. (Crédito: NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA), A. Nota (ESA/STScI), and the Westerlund 2 Science Team)

Los que ven... Lo visible: telescopios ópticos

Precisamente el entrañable Hubble es de este tipo de telescopios espaciales. Es de hecho la clase más antigua, basada en la observación óptica o del espectro de luz visible (en números, de 390 a 750 nanómetros, en humano las ondas que es capaz de procesar e interpretar nuestra visión).

Funcionan igual que una cámara de fotos digital, aunque msginifscdo la luz visible, siendo la evolución natural de los antiguos telescopios como el de Messier. Sen para observar formaciones como galaxias, planetas, estrellas, nebulosas entte otros, proporcionando imágenes de alta resolución.

Los telescopios espaciales ópticos funcionan igual que una cámara de fotos digital

Diagrama de los componentes del telescopio Hubble (Crédito: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA)

Además del Hubble, tenemos más de estos ojos puestos en el espacio como los de la misión Kepler (que mencionamos al hablar de la misteriosa Tabby y que nos daba un susto en 2016), el telescopio Gaia (encargado de mapear la Vía Láctea) o Swift Gamma Ray Burst Explorer, aunque éste último es un recurso más importante para otro tipo de radiaciones como veremos más adelante (el nombre ya es un spoiler).

Diagrama de los elementos principales de Gaia. De arriba a abajo: lente térmica, módulo de carga, módulo de servicio, tanques de presurización y propulsión, antena y soporte, protección solar, paneles solares y base de la nave. (Crédito: ESA/ATG medialab)

Los más fríos tampoco se cortan en la emisión de ondas

Aunque se defina como tal, el Hubble es capaz de captar ondas más allá de su sistema óptico al tener también receptores de infrarrojos. Alguna vez hemos hablado de cuerpos celestes que han sido detectados por este espectro, o bien estas ondas han permitido conocer algún aspecto del mismo, como la enana marrón aquella que se le escapó a la NASA.

Estas ondas son energéticamente menores que las del espectro visible y son emitidas por objetos fríos, como estrellas frías (que incluyen estas enanas marrones), galaxias con corrimiento del rojo o nebulosas.

Pero aunque hablemos de ondas invisibles, los resultados al final sí lo son y de qué manera. En Xataka Foto veíamos por ejemplo aquellas fotografías que nos regalaban las observaciones hechas con el telescopio espacial Spitzer (imágenes compuestas y/o procesadas siempre, claro), y hay otro telescopio de infrarrojos del que hablaron nuestros compañeros de Xataka Ciencia, el WISE, que ayudó a dar con un par de agujeros negros supermasivos junto a Chandra (del cuál hablaremos luego).

Una curiosidad: como el Kepler, el Spitzer realiza una órbita heliocéntrica, es decir, alrededor del sol..

Concepto artístico del telescopio Spitzer. (Fuente: NASA/JPL-Caltech)

Unos telescopios que no necesitan factor de protección solar

Ligando con el Hubble, además de infrarrojos también tiene receptores espectro ultravioleta, es decir, ondas de entre 15 y los 400 nanómetros aproximadamente. Quizás esta radiación os suene de las advertencias ante las quemaduras solares o por en relación a la atmósfera, y precisamente por "culpa" de ésta este tipo de telescopios ha de estar en el espacio sí o sí (ya que la atmósfera absorbe esta radiación).

¿Qué es lo que pueden ver estos telescopios? Por supuesto, el Sol, nuestro representante estrella (nunca mejor dicho) de la emisión de rayos ultravioleta, así como otras estrellas y galaxias.

Uno de los telescopios de ultravioleta activos es el IRIS (Interface Region Imaging Spectrograph), enviado para conocer más en detalle al astro rey y que nos enviaba su primera imagen en 2013, el nipón Hisaki (SPRINT-A), dedicado a investigar las atmósferas de nuestros planetas vecinos o el Venus Spectral Rocket Experiment, centrado en la atmósfera de Venus.

Un ingeniero trabajando en el espectrómetro del IRIS. (Fuente: NASA)

Radiografiando el espacio exterior

Los rayos X no sólo sirven para ver huesos y tejidos corporales (o cuerpos extraños dentro), también son la clave para saber qué acontece en el universo. Objetos espaciales como clústers, núcleos galácticos activos, agujeros negros o enanas blancas emiten esta radiación, y ya vimos que son la base para la búsqueda de un GPS interplanetario.

Hay bastantes telescopios espaciales de rayos X activos en la actualidad. Uno de ellos es el observatorio multi-onda Astrosat de la Agencia Espacial India (ISRO), que también integra sistema óptico y de ultravioletas, dedicado a ayudarnos a entender los procesos altamente energéticos de los sistemas binarios de estrellas que contienen agujeros negros y estrellas de neutrones, el estudio de campos magnéticos de estas estrellas y buscar nuevas fuentes de rayos ultravioletas y X en el universo entre otros.

La estructura de Chandra. (Fuente: NGST & NASA/CXC)

Swift, Astrosat e INTEGRAL (International Gamma Ray Astrophysics Laboratory, de la ESA) también tienen detectores para estas ondas (además de para los rayos gamma), así como Chandra, que ya habíamos mencionado antes a colación de ese descubrimiento en conjunto con el primero. Un observatorio éste último que nos regalaba a principios de año una imagen de más de 5.000 agujeros negros, la mayor concentración de estos fenómenos que hemos podido contemplar en una imagen (para lo cual estuvo doce semanas observando la misma porción de espacio).

Atendiendo a la radio para ver mejor

En la introducción hemos dejado caer que hay telescopios que "oyen", pero así, muy entrecomillado. En realidad nos referíamos a los radiotelescopios, que captan las ondas de radio que emiten algunos objetos espaciales como** nuestro Sol, Júpiter, los púlsares o las llamadas radiogalaxias** (una de ellas está en el catálogo de Messier, por cierto, Messier 87).

Los radiotelescopios espaciales se usan para la llamada interferometría de de muy larga base (VLBI, Very Long Baseline Interferometry). Una técnica que (resumiendo muchísimo) permite hacer observaciones simultáneas (de varios telescopios) de un objeto, así como estudios sobre movimientos de rotación, mapas de tectónica de placas, etc.

Actualmente está en activo el radiotelescopio del Proyecto RadioAstron, en el que participan varias agencias internacionales y que se lanzó expresamente para poner en práctica esta interferometría. El RadioAstron estará activo hasta 2018.

El Radioastron en las instalaciones de Lavochkin, en mayo de 2004. (Fuente: ASC)

Observando qué se cuece en el espacio

También hay lugar para lo "micro" en algo siempre tan macroscópico como el espacio. Puede que en un primer momento las microondas nos suenen a descongelanos la cena, pero lo cierto es que son un importante relleno del universo.

Así, los telescopios espaciales de microondas se usan para medir los parámetros de la llamada radiación de fondo de microondas, una forma de radiación electromagnética considerada como una de las principales evidencias de que hubo Big Bang (junto al corrimiento del rojo que hemos mencionado antes). También sirven para medir espirales de polvo o la radiación de sincrotrón, emitida en explosiones y en remanentes de radiogalaxias, supernovas y púlsares.

El observatorio Odín. (Crédito: National Centre for Space Studies)

En activo está el Obervatorio Odín, centrado en detectar agua, oxígeno y otras moléculas en cometas, nubes interestelares y galaxias.

Mirando al universo de manera particular

Y hablando de cosas pequeñas, las partículas son otro campo de estudio en astronomía. Así, los telescopios espaciales especializados detectan electrones y radiación cósmica (compuesta principalmente por protones y partículas del núcleo atómico), cuyo origen aún no se conoce. De momento se ha detectado en explosiones de supernovas y se considera que también se emite desde núcleos activos galácticos.

De este modo, estos telescopios observan de su particular manera (nunca mejor dicho) al sol, concretamente detectando las partículas energéticas), así como a esas fuentes de radiación cósmica que citábamos. Detección que se ha hecho tanto en nuestra galaxia como fuera, con las llamadas lluvias de partículas.

Ejemplos de este tipo de telescopios espaciales son el PAMELA (siglas aparentemente poco casuales de Payload for Antimatter Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics), enfocado al estudio de antimateria y el IBEX (Interstellar Boundary Explorer) de la NASA, para la investigación de la naturaleza de la interacción entre los vientos solares y el medio interestelar en los extremos de nuestro Sistema Solar.

Para componer PAMELA se basaron en un espectrómetro magnético, un calorímetro, un sistema de anticoincidencia, un detector de neutrones y un scintilador (Fuente: NASA).

Observaciones de otra "gamma"

Los rayos gamma suenan muy a cómic, pero son tan reales como energéticos. Como ocurre con la radiación ultravioleta, la atmósfera también los absorbe y los telescopios de rayos gamma han de estar necesariamente en el espacio, o bien quedarse en capas muy altas de la atmósfera (por ejemplo, en globos).

¿Qué emite rayos gamma? Algunas de las fuentes que también son emisoras de rayos X, como los agujeros negros, las supernovas, estrellas de neutrones y púlsares.

Como introducíamos antes, Swift e INTEGRAL disponen de detectores para estos rayos. También el telescopio espacial Fermi Gamma-ray, colega del LIGO (que puede que os sueñe y ahora iremos con él) y lanzado para intentar responder cuestiones en torno a fenómenos altamente energéticos y, en esencia, el comportamiento y la naturaleza del universo.

Representación artística de Fermi. (Fuente: NASA)

¿Más ondas? Más telescopios

De las ondas gravitacionales hemos hablado aquí varias veces y no es para menos. De hecho fueron grandes protagonistas en la última edición de Premios Nobel, llegando a ser catalogadas como "el descubrimiento astrofísico del siglo".

Aunque las detectó el LIGO, una instalación terrestre (y considerable es), también tenemos un telescopio espacial dedicado a rastrearlas: el LISA. La fuente de estas ondas pueden ser (que se sepa) estrellas de neutrones o agujeros negros (como en su descubrimiento) colisionando.