Un telescopio del tamaño de la Tierra: la nueva frontera en la observación astronómica
¡Imagina poder observar el universo con una claridad nunca antes vista! Astrónomos del mundo lo lograron usando una técnica que permite obtener la mayor resolución posible, abriendo una nueva ventana para explorar los misterios del cosmos.
En octubre de 2018, telescopios ubicados en Chile, Hawái y España trabajaron juntos para observar varias fuentes astronómicas. Estas observaciones intercontinentales lograron una resolución sin igual, comparable a ver una moneda desde miles de kilómetros de distancia.
La estabilidad y sensibilidad de los telescopios del Telescopio del Horizonte de Eventos (EHT) fueron claves para este éxito. ¿Por qué es tan importante esta nueva capacidad? Poder observar a mayores frecuencias permite a los científicos estudiar los agujeros negros con un detalle sin precedentes.
Esto incluye la posibilidad de ver el horizonte de eventos, las “fronteras” de los agujeros negros, tanto en el espacio como en el tiempo. Es como tener una lupa superpotente para examinar estos objetos cósmicos fascinantes.
Este logro no sólo es un hito técnico, sino una revolución en nuestra comprensión del universo. Con futuras mejoras, los astrónomos podrán desentrañar aún más secretos sobre los agujeros negros y otros fenómenos astronómicos, llevándonos un paso más cerca de comprender los misterios del cosmos.
Telescopios unidos por el Mundo
La interferometría de muy larga base (VLBI) es una técnica fascinante en astronomía que utiliza una red de telescopios independientes, separados por grandes distancias, para observar simultáneamente una misma fuente astronómica.
Recientemente, se lograron las primeras detecciones de interferencia a una longitud de onda de 870 μm (frecuencia de 345 GHz), lo que constituye la observación VLBI de menor longitud de onda (y mayor frecuencia) hasta la fecha.
Este experimento, realizado con el telescopio del Horizonte de Eventos (EHT), demostró la capacidad técnica de la VLBI ya que esta técnica permite obtener una resolución angular extremadamente alta, que mejora con la distancia entre los telescopios y la frecuencia de observación.
La longitud de onda de observación en VLBI ha disminuido con el tiempo. Desde los 3 mm (86 GHz) en 1981 hasta la primera observación exitosa a 1.3 mm (230 GHz) en 1989. Avances que reflejan los desafíos técnicos de realizar observaciones a longitudes de onda cada vez más cortas.
Qué es la interferometría
El uso de telescopios más grandes y receptores avanzados permitió detecciones en múltiples núcleos galácticos activos (AGN) y en Sagitario A* (Sgr A*), el agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia.
Estos avances en la técnica VLBI abren nuevas posibilidades para la observación de fenómenos astronómicos con una precisión sin precedentes, permitiendo a los científicos explorar el universo con mayor detalle.
Siendo el EHT el instrumento terrestre de mayor resolución hasta la fecha. ha desarrollado la capacidad de observar a 900 micras, lo que es un aspecto importante para la próxima generación del EHT (ngEHT). Logrando imágenes de estructuras a escala del horizonte de eventos en Sgr A* y en el agujero negro M87*.
Observar en estas longitudes mejora la resolución angular en aproximadamente un 50% en comparación con las observaciones anteriores, proporcionando una visión más nítida de la sombra del agujero negro y su entorno.
Cómo se sincronizan los telescopios
La sincronización de la red en la interferometría de base muy larga (VLBI) es crucial para obtener datos precisos y coherentes de las observaciones astronómicas. Cada telescopio en una red VLBI opera de manera independiente, pero todos deben estar perfectamente sincronizados en el tiempo.
La sincronización precisa es esencial porque incluso una pequeña discrepancia en el tiempo puede resultar en errores significativos en los datos obtenidos. Esto se logra utilizando relojes atómicos con una precisión de nanosegundos.
Los errores pueden surgir debido a fluctuaciones atmosféricas e instrumentales. Para corregir estos errores, se utiliza una técnica llamada “cierre de fase”, que implica sumar las diferencias entre los telescopios, lo que ayuda a cancelar los errores y mejorar la precisión de las observaciones.
Después de las exitosas observaciones en 2017, se realizaron pruebas en 2018 que incluyeron la caracterización del sistema utilizado en la estación ALMA para sincronizar la red para VLBI.
Infraestructura y tecnología del EHT
El EHT, concebido como un esfuerzo internacional común de observatorios independientes que trabajan en el rango de milímetros cortos, ha abordado directamente estos desafíos y proporciona infraestructura clave para la extensión de la VLBI a frecuencias más altas.
Los telescopios que componen la red del EHT son estructuras de precisión ubicadas en lugares de gran altitud y baja opacidad. La instrumentación de vanguardia que respalda el funcionamiento de estos telescopios incluye receptores criogénicos y sistemas digitales de banda ancha, para optimizar el rendimiento.
Las pruebas en distintos telescopios, incluida la sincronización de los sistemas de la red, se han probado exitosamente en estudios recientes que se han dado a conocer en artículos de investigación del EHT.
Estos avances en la tecnología y la infraestructura del telescopio más grande del mundo permiten superar los desafíos de la observación, abriendo nuevas posibilidades para la exploración del universo con una precisión sin precedentes.