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El telescopio Hubble realiza más de un millón de observaciones

Año 2011.

 

Fuente: NASA

 

El Telescopio Espacial Hubble marcó otro hito en su odisea espacial de exploración y descubrimiento. El lunes 4 de julio, el observatorio que orbita la Tierra registró su observación científica un millón, durante la búsqueda de agua en la atmósfera de un exoplaneta, a 1000 años luz de distancia.

"Durante 21 años el Hubble ha sido el primer observatorio científico espacial, asombrándonos con imágenes profundamente bellas, y permitiendo ciencia puntera en un amplio espectro de disciplinas astronómicas", dijo el Administrador de la NASA, Charles Bolden. Él pilotó la misión del transbordador espacial que puso el Hubble en órbita. "El hecho de que el Hubble alcance este punto mientras estudia un planeta lejano es un recordatorio de su potencia y legado".

La exposición un millón del Hubble es del planeta HAT-P-7b, un planeta gigante de gas, mayor que Júpiter, en órbita alrededor de una estrella más caliente que nuestro sol. HAT-P-7b, también conocido como Kepler 2b, ha sido estudiado por el observatorio cazador de planetas Kepler de NASA, después de ser descubierto por observaciones desde tierra. El Hubble está siendo usado ahora para analizar la composición química de la atmósfera del planeta.

El Hubble fue lanzado el 24 de abril de 1990 a bordo del Transbordador Espacial Discovery. Sus descubrimientos revolucionaron casi todas las áreas de investigación astronómica, desde la ciencia planetaria a la cosmología. El Observatorio ha recogido más de 50 terabytes de datos hasta el momento.

Primeras imágenes del Telescopio VLT

Fuente: ESO

 

El Telescopio de Rastreo del VLT (VST), el último estreno del Observatorio Paranal de ESO en Chile, realizó su primera entrega de impresionantes fotografías de cielo austral. El VST es un telescopio de vanguardia de 2,6 metros, equipado con una poderosa cámara OmegaCAM de 268 megapixeles en su interior, diseñada para rastrear el cielo a gran velocidad y con una gran calidad de imagen. Este telescopio para luz visible es el complemento perfecto del telescopio de rastreo VISTA para luz infrarroja. Nuevas imágenes de la nebulosa Omega y del cúmulo globular Omega Centauri demuestran el poder del VST.

Telescopio y cámara nuevos

 
El Telescopio de Rastreo del VLT o VST (sigla en inglés de VLT Survey Telescope) es el último telescopio inaugurado en el Observatorio Paranal de ESO en el desierto de Atacama, en la Región de Antofagasta, en Chile. Su cúpula se encuentra a un costado de los cuatro telescopios principales del VLT, en la cumbre del Cerro Paranal, bajo el transparente cielo de uno de los mejores lugares de observación en la Tierra. El VST es un telescopio de rastreo de gran campo con una visión que abarca dos veces el ancho de la Luna llena. Es el telescopio más grande del mundo diseñado exclusivamente para rastrear el cielo en luz visible. A lo largo de los próximos años, el VST y su cámara, OmegaCAM, realizarán varios rastreos detallados del cielo austral. Todos los resultados serán públicos.

Estoy muy satisfecho al ver las impresionantes primeras imágenes del VST y la cámara OmegaCAM. La combinación única del VST y el telescopio de rastreo en infrarrojo VISTA, permitirá identificar muchos objetos interesantes que podrán ser estudiados con mayor detalle con los poderosos telescopios del VLT”, dice Tim de Zeeuw, el Director General de ESO.

El proyecto VST ha superado muchas dificultades pero ahora está cumpliendo, con su excelente calidad de imagen, las expectativas de la comunidad astronómica y los esfuerzos de mucha gente de INAF involucrados en su construcción. Estoy muy feliz de ver el VST en operaciones”, agrega Tommaso Maccacaro, Presidente del Instituto Nacional de Astrofísica de Italia (INAF).

El programa VST es una colaboración entre INAF- Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Nápoles, Italia [1] y ESO. INAF estuvo a cargo del diseño y construcción del telescopio con el apoyo de empresas líderes italianas, mientras que ESO se encargó de la cúpula y las obras civiles en el lugar. OmegaCAM, la cámara del VST, fue diseñada y construida por un consorcio que incluyó a Holanda, Alemania e Italia [2] , con una importante contribución de ESO. La nueva instalación será operada por ESO, quien además se encargará de archivar y distribuir los datos obtenidos por el telescopio.

El VST es un telescopio de vanguardia con una apertura de 2,6 metros y un sistema de óptica adaptativa que permite mantener los espejos en perfecta posición todo el tiempo. En su interior, detrás de los grandes lentes que permiten una calidad de imagen insuperable [3], se encuentra la cámara de 770 kilos OmegaCAM, construida sobre 32 detectores CCD [4] y sellada al vacío, que permite obtener imágenes de 268 megapixeles [5].

Las primeras imágenes

 
Tanto el telescopio como la cámara fueron diseñados para aprovechar al máximo la gran calidad de los cielos que hay en Paranal.

Las magníficas imágenes obtenidas por el VST y la cámara OmegaCAM son un tributo al intenso trabajo de varios grupos a lo largo de Europa, durante muchos años. Ahora esperamos cosechar muchos resultados científicos y descubrimientos insospechados gracias a los rastreos del VST”, agrega Massimo Capaccioli, investigador principal del proyecto VST.

La primera imagen obtenida muestra la espectacular zona de formación estelar Messier 17, también conocida como la nebulosa Omega, observada como nunca antes. Esta vasta región de gas, polvo y estrellas jóvenes calientes yace en el corazón de la Vía Láctea, en la constelación de Sagitario. El campo de visión del VST es tan amplio que la totalidad de la nebulosa, incluyendo sus tenues partes exteriores, pudo ser fotografiada conservando en toda la imagen su magnífica nitidez.

La segunda imagen es tal vez el mejor retrato del cúmulo globular Omega Centauri obtenido hasta ahora. Pese a ser el mayor cúmulo globular en el cielo, el amplio campo de visión del VST y OmegaCAM permiten abarcar incluso las tenues regiones exteriores de este espectacular objeto. Esta imagen, que incluye unas 300.000 estrellas, demuestra la excelente resolución del VST.

Los rastreos

 


El VST realizará tres rastreos públicos en los próximos cinco años [6]. El rastreo KIDS registrará varias regiones del cielo distantes de la Vía Láctea. Contribuirá al estudio de la materia oscura, la energía oscura y la evolución de las galaxias, y permitirá encontrar nuevos cúmulos de galaxias y quásares distantes. El rastreo ATLAS del VST cubrirá un área mayor del cielo y se concentrará en la comprensión de la energía oscura y en apoyar estudios más detallados a cargo del VLT y otros telescopios. El tercer rastreo, VPHAS+, registrará el plano central de la Vía Láctea para crear un mapa de la estructura del disco galáctico y su historia de formación estelar. VPHAS+ producirá un catálogo de alrededor de 500 millones de objetos y descubrirá muchos nuevos ejemplos de estrellas inusuales en todas sus etapas de evolución.

El volumen de datos producido por OmegaCAM será enorme. Al año generará alrededor de unos 30 terabytes de datos en bruto que serán introducidos en centros de datos en Europa para su procesamiento [7]. Un novedoso y sofisticado sistema de software, que permitirá procesar el enorme flujo de datos, fue desarrollado en Nápoles y Groningen. Los productos finales que arroje el procesamiento serán recogidos en enormes listas de objetos encontrados, así como imágenes, que estará disponibles para que cualquier astrónomo del mundo pueda realizar un análisis científico.

La combinación de un gran campo de visión, excelente calidad de la imagen, y el eficiente esquema de operaciones del VST producirá una enorme riqueza de información que permitirá avanzar en muchas áreas de la astrofísica”, concluye Konrad Kuijken, líder del consorcio OmegaCAM.

 

Notas:

 

1] El VST fue diseñado por el Observatorio Astronómico de INAF, en Capodimonte, Nápoles. Todos los componentes, a excepción de la óptica principal que fue realizada por la compañía rusa LZOS, fueron construidos por empresas italianas. INAF supervisó la construcción y aseguró el ensamblaje en el Observatorio Paranal. Este trabajo fue realizado con la contribución del Encargado de Proyecto, G. de Paris, y el Encargado de AIV, D. Fierro, miembros del Departamento de Proyectos Nacionales de INAF, Monte Mario, Roma, Italia. El Encargado de Proyecto de la actual etapa de puesta en funcionamiento es P. Schipani, del Observatorio INAF-Capodimonte. Schipani fue el anterior ingeniero del proyecto VST y lidera el grupo principalmente desde los Observatorios de Nápoles y Padua. El sistema de software VST-Tube que permite procesar los datos en Nápoles fue desarrollado por A. Grado.

[2] El consorcio OmegaCAM está conformado por institutos de Holanda (NOVA, específicamente el Instituto Kapteyn / OmegaCEN Groningen y el Observatorio de Leiden), Alemania (en particular los observatorios universitarios de Munich, Göttingen y Bonn) e Italia (INAF, específicamente los Observatorios de Padua y Nápoles). El Equipo ESO del Detector Óptico provee el sistema de detectores. OmegaCAM está liderada por el investigador principal K. Kuijken (de Groningen y la Universidad de Leiden) y por el co-investigador principal R. Bender (USM/MPE de Munich) y E. Cappellaro (INAF, Osservatorio Astronomico di Padova), los encargados del proyecto son B. Muschielok y R. Häfner (Universidad Observatorio de Ludwig-Maximilians, Univerdiad de Munich) y el sistema de procesamiento de datos Astro-WISE, es desarrollado por OmegaCEN-NOVA, lideradz por E.A. Valentijn (Groningen).

[3] La óptica del telescopio también incluye correcciones de la dispersión causada por la atmósfera terrestre.

[4] La cámara también contiene CCDs extras, que trabajan con los sistemas del telescopio para ayudarle a controlar los sistemas de guía y óptica activa.

[5] Para medir los colores de los objetos en el cielo, se pueden deslizar de manera automática enormes filtros de vidrio diferentes frente a los detectores. Cada filtro posee más de 30 centímetros por un lado y la mayoría posee un aluminizado que asegura una mínima pérdida de luz. También hay un gran obturador compuesto por placas que pueden ser usadas para bloquear la luz cuando se están leyendo los detectores.

[6] Información adicional sobre los rastreos públicos del VST está disponible en inglés en http://www.eso.org/sci/observing/policies/PublicSurveys/sciencePublicSurveys.html.

[7] Los rastreos del VST/OmegaCAM utilizarán un nuevo enlace de datos intercontinental de alta velocidad entre Paranal y Europa, implementado con el apoyo de la Unión Europea (ver
comunicado de prensa anterior).

Preparando una revolución

Fuente: ESO

 

La astronomía está experimentando una era dorada. Tan sólo en la década pasada hubo increíbles descubrimientos que han sorprendido a todos, desde los primeros planetas orbitando a otras estrellas hasta el Universo en expansión acelerada, dominado por las aún enigmáticas materia oscura y energía oscura.

Europa está a la vanguardia en todas las áreas de la astronomía contemporánea, especialmente gracias a las emblemáticas instalaciones terrestres operadas por ESO, la principal organización intergubernamental de ciencia y tecnología en astronomía. El desafío es consolidar y fortalecer esta posición para el futuro. Esto se logrará con un revolucionario nuevo concepto de telescopio terrestre, el European Extremely Large Telescope (E-ELT), con un rendimiento superior a todas las instalaciones existentes en la actualidad. Un telescopio que podría revolucionar nuestra percepción del Universo, tal como lo hizo el telescopio de Galileo hace 400 años.

El European Extremely Large Telescope, con un espejo propuesto de 42 metros de diámetro, está actualmente en una fase de diseño muy detallado. La construcción se espera que obtenga luz verde el 2011, y el inicio de las operaciones está planificado para comienzos de la próxima década.

El “ojo” del telescopio tendrá un diámetro de casi la mitad de la longitud de una cancha de fútbol y reunirá 15 veces más luz que los más grandes telescopios ópticos que operan hoy. El telescopio tiene un innovador diseño de cinco espejos que incluye una óptica adaptativa avanzada para corregir las turbulencias atmosféricas, entregando imágenes 15 veces más nítidas que las obtenidas por el Telescopio Espacial Hubble. El espejo principal será armado a partir de casi 1.000 segmentos hexagonales.

El E-ELT está llevando a la astronomía un paso adelante. Con un diámetro de 42 metros e incorporando el concepto de óptica adaptativa, el E-ELT conducirá hacia muchos avances espectaculares en este ámbito.

El E-ELT ha adoptado la búsqueda de planetas extrasolares, es decir, planetas que orbitan otras estrellas. Esto incluirá no sólo el descubrimiento de planetas de masas similares a la Tierra, a través de mediciones indirectas como el movimiento de estrellas perturbadas por planetas que las orbitan, sino también obtener directamente imágenes de planetas más grandes y posiblemente incluso la caracterización de sus atmósferas.

Más aún, la serie de instrumentos del E-ELT permitirá a los astrónomos investigar las primeras etapas de la formación de sistemas planetarios y detectar agua y moléculas orgánicas en discos protoplanetarios alrededor de estrellas que se están formando. Así, el E-ELT responderá preguntas fundamentales respecto de la formación y evolución de los planetas y nos acercará un paso más a responder la pregunta: ¿estamos solos? Más allá del obvio interés científico, esto representaría un tremendo avance para la humanidad.

Al explorar los objetos más distantes el E-ELT proporcionará pistas para comprender la formación de los primeros objetos: estrellas primordiales, galaxias primordiales y agujeros negros y sus relaciones. Los estudios de objetos extremos como los agujeros negros se beneficiarán del poder del E-ELT para comprender mejor los fenómenos dependientes del tiempo enlazados a los diversos procesos en juego en torno a objetos compactos.

El E-ELT está diseñado para realizar estudios detallados de las primeras galaxias y para hacer un seguimiento de su evolución a través del tiempo cósmico. Las observaciones de estas galaxias tempranas con el E-ELT darán pistas que ayudarán a entender cómo estos objetos se forman y evolucionan. Además, el E-ELT será una herramienta única para hacer un inventario del contenido cambiante de los diversos elementos en el Universo a través del tiempo, y para comprender la historia de la formación de estrellas en las galaxias.

Una de las más metas más apasionantes del E-ELT es la posibilidad de medir directamente la aceleración de la expansión del Universo. Tal medición tendría un gran impacto sobre nuestra comprensión del Universo. El E-ELT también buscará posibles variaciones en el tiempo de las constantes físicas fundamentales. Una detección inequívoca de tales variaciones tendría consecuencias de gran alcance para nuestra comprensión de las leyes generales de la física.

 

El actual concepto es de un telescopio con un espejo de 42 metros de diámetro, que cubra un área del cielo de alrededor de una décima parte del tamaño de la Luna llena. El propio diseño del espejo es revolucionario y está basado en un novedoso esquema de cinco espejos que resulta en una calidad de imagen excepcional. El espejo primario consiste de casi 1000 segmentos, cada uno de 1,4 metros de ancho, pero de sólo 50 mm de espesor. El diseño óptico requiere un inmenso espejo secundario de 6 metros de diámetro, casi tan grande como los más grandes espejos primarios de telescopios en operación hoy en día.

Para compensar lo borroso de las fotografías estelares debido a la turbulencia atmosférica se incorporan a la óptica del telescopio espejos adaptables. Uno de estos espejos es sostenido por más de 5.000 accionadores que pueden distorsionar su forma mil veces por segundo.

El telescopio tendrá varios instrumentos científicos. Será posible pasar de un instrumento a otro en minutos. El telescopio y la cúpula también serán capaces de cambiar de posición en el cielo y empezar una nueva observación en muy corto tiempo.

La habilidad de observar a través de un amplio rango de longitudes de onda desde la óptica hasta el infrarrojo mediano permitirá a los científicos aprovechar el tamaño del telescopio en toda su extensión.

ESO ha acumulado bastante pericia en planificación, construcción y operación de grandes telescopios astronómicos ubicados en sitios remotos. El Very Large Telescope de ESO es el telescopio óptico basado en tierra más avanzado del mundo y ha permitido muchos de los grandes avances científicos.

Esta capacidad forma la columna vertebral de los esfuerzos por desarrollar un Extremely Large Telescope para los astrónomos europeos. El diseño de referencia básico fue completado a fines de 2006. Ahora está desarrollándose el diseño final de esta instalación, un estudio de un costo de 57 millones de Euros, que tiene como meta el inicio de las operaciones del observatorio E-ELT a comienzos de la próxima década. Además del diseño, más de 30 institutos científicos y compañías de alta tecnología europeos están estudiando los aspectos tecnológicos de grandes telescopios dentro del Programa Marco 6 de Estudio de Diseño del ELT, y el Programa Marco 7 sobre Proyecto de Preparación del E-ELT, financiados parcialmente por la Comisión Europea. El E-ELT es un proyecto científico de alta tecnología y de gran prestigio que incorpora muchos desarrollos innovadores. Ofrece numerosas posibilidades para la creación de subproductos y transferencias tecnológicas, junto a lucrativas oportunidades de contratos tecnológicos y proporciona una espectacular vitrina para la industria europea.

El E-ELT ha ganado ya amplio apoyo en la comunidad científica europea. Este emprendimiento es el único proyecto de astronomía óptica seleccionado en la Hoja de Ruta del Foro Estratégico Europeo sobre Infraestructuras de Investigación. También aparece destacado en ASTRONET, Hoja de Ruta Europea de Infraestructura para Astronomía.

El liderazgo europeo de este proyecto emblemático indiscutiblemente elevará el perfil científico, tecnológico e industrial europeo.

Un extraordinario telescopio requiere una locación excepcional. Por lo tanto, se está teniendo mucho cuidado en asegurar que el futuro hogar del E-ELT sea el más adecuado posible. Esto en general significa un sitio alto y seco que implique la menor cantidad de obstáculos posibles para las observaciones. El equipo seleccionador de la locación para el E-ELT está actualmente investigando en detalle varios lugares en Argentina, Chile, Marruecos y España.

Esfuerzos similares realiza el equipo seleccionador del sitio para el Thirty-Meter Telescope (TMT o Telescopio de 30 mts). Para efectos de eficiencia, las locaciones pre-seleccionadas para el TMT (todas ubicadas en América del Norte y Sur) no están incluidas en el estudio del E-ELT, pero la información es compartida.

La decisión final sobre el emplazamiento fue tomada en Abril de 2010, resultando seleccionado el Cerro Armazones, en la Región de Antofagasta en Chile. La luz verde para la construcción del E-ELT está planificada para el 2011, con el comienzo de las operaciones planificadas para comienzos de la próxima década.

Gerardo Blanco.

 

Lleva muchos años construir un telescopio espacial o un satélite. Sin embargo, el modelo de tamaño real, se armó y desarmó en dos días. ¿Cómo es la construcción del próximo telescopio que reemplazará al Hubble?

El constructor designado por NASA para el Telescopio Espacial James Webb es la compañía Northrop Grumman. Con el objetivo de que el público pueda entender mejor el tamaño, la escala y complejidad del satélite, construyeron un modelo de tamaño real en el reciente festival de ciencia que se llevó a cabo en Nueva York.

El modelo fue construido principalmente en aluminio y acero y pesa unos 5.400 kilogramos. Mide unos 24 metros de largo, 12 de ancho y 12 de altura.

¿Cómo se construyen los reales telescopios espaciales?
Luego de un largo proceso de discusión, revisión y desarrollo de comités científicos, se hace una propuesta a NASA que decide qué misiones se realizarán. Si se selecciona la misión, se crea una línea de tiempo para desarrollarla.

Se diseñan los instrumentos de ciencia que contendrá el satélite para lograr los objetivos deseados y se designa a un constructor. Se prueban varios diseños hasta encontrar el que mejor se adecua a los requerimientos. Para eso se crean Unidades de Prueba de Ingeniería, o UPE (Engenering Test Units o ETU, en inglés) antes de construir el instrumento real, para que los ingenieros y científicos puedan esta seguros que funcionará apropiadamente. Esas UPE son una réplica de la unidad de vuelo que puede realizar algunas funciones a probar.
Cuando las pruebas son satisfactorias se pueden construir los verdaderos instrumentos.

NIRSpecImagen de la UPE de NIRSpec, el espectógrafo del cercano infrarrojo que tendrá el Telescopio James Webb

Las pruebas incluyen el testeo de condiciones extremas de medioambiente para lo que se usan cámaras especiales de prueba como las que posee el Centro Espacial Goddard de NASA.
Cuernos de sonido
Se pone a prueba al instrumento en cuestiones como vibraciones, fuerza de gravedad, y también sonidos. Para esto último se usa una cámara de prueba acústica de 12 metros de alto en la que los técnicos exponen las cargas al ruido de un lanzamiento. Para hacerlo, usan parlantes de casi dos metros de altura, llamados cuernos, que utilizan una alteración de flujo de nitrógeno gaseoso para producir un nivel de sonido tan alto como de 143 decibelios (o decibeles) para pruebas de un minuto.

El decibelio, dB, es la unidad relativa que se usa en acústica para expresar la relación entre dos magnitudes. Se llama así por ser la décima parte del Belio, logaritmo de la relación entre la magnitud de interés y la de referencia, nombrada en honor a Alexander Graham Bell.
Un belio son diez decibelios, es decir, un aumento de potencia de diez veces sobre la magnitud de referencia, de cero. Es una escala logarítmica.
Si las pruebas alcanzan los 143 dB, significa que traspasan el umbral de dolor.

Video:Construcción del modelo a escala real del JWT en Battery Park

http://www.youtube.com/watch?v=EbCBeq2Rz9Q
Modelo a escala real del Telescopio James Webb para brindar la noción de tamaño del instrumento. Para ver cómo quedó el modelo armado y cómo se veía de día y de noche podemos ver el video en http://www.youtube.com/watch?v=304WTE2emc0

El equipo también es probado en la cámara de vacío que simula las condiciones del espacio gracias a poderosas bombas de vacío. Además se añade un sistema de refrigeración de helio para simular el frío cosmos.

El programa de pruebas comienza en el nivel más bajo de montaje de los componentes de la nave o instrumento y es repetido en cada nivel de montaje. Una vez que el instrumento pasa todas las pruebas se juntan todos los componentes en una estructura que los sostiene y se vuelve a probar. La estructura es conectada al telescopio y todo el observatorio se prueba, otra vez. Como no hay una cámara de vacío suficientemente grande para todo el James Webb en Goddard, tendrá que viajar hasta el centro Johnson en Houston para ser probado en una cámara originalmente construida para probar el módulo de comando de Apolo para simular el viaje a la Luna.

Actualmente se están haciendo UPEs de los componentes del telescopios que reemplazará al afamado Hubble.

Habitación Limpia GoddardLa Habitación Limpia en Goddard

En vivo y en directo
¿Cuán seguido podemos decir que vemos construir un telescopio espacial?
Seguramente, nunca. Pero eso cambió desde que las cámaras web en el centro Goddard nos permiten ver cómo se trabaja en los componentes del instrumento en su mayor cámara limpia. Se trata de un lugar que parece un hospital: un área prístina que se mantiene lo menos contaminada posible. Es por eso que quienes trabajan allí visten guantes, botas, máscaras y trajes especiales.

Las dos webcams instaladas en el Edificio 29 de Goddard permiten ver el lado derecho y el izquierdo desde la página de Telescopio James Webb. Veremos allí dos imágenes, correspondientes a cada lado respectivamente, que se actualizan cada minuto. Pero no esperemos ver permanente actividad allí, ya que la limpia habitación es generalmente ocupada de lunes a viernes de 8 a 16:30, hora del Este.

Goddard WebcamImagen de cámara web de Goddard