Pistoletazo de salida para APOGEE

Carlos Allende Prieto / 10-02-2012

En algo más de diez años de funcionamiento, el Sloan Digital Sky Survey (SDSS) se ha convertido en el observatorio más productivo del planeta. Así lo reflejan las estadísticas de número de hallazgos, publicaciones e impacto de las mismas en la literatura científica. Lo llamativo de la situación es que este ambicioso proyecto se basa en el uso de instrumentación puntera en un "modesto" telescopio de tan solo 2,5 m de diámetro, el mismo tamaño de nuestro querido y venerable telescopio Isaac Newton, que emigrara de la campiña inglesa a la isla de La Palma hace ya cuatro décadas.

El telescopio de 2,5 metros de SDSS no está en órbita como el telescopio espacial Hubble, o sea que sus imágenes no son tan cristalinas como podrían serlo sin la presencia perturbadora de la atmósfera terrestre. En cambio, se ubica en el Observatorio de Apache Point, en Nuevo México (Estados Unidos). Su modesto diámetro y el hecho de que se encuentre en tierra firme logran que los costos del telescopio sean relativamente reducidos: su presupuesto anual de operaciones ronda los dos millones y medio de dólares, más otro millón y medio para gastos de procesado y distribución de los datos.

Los "grandes" observatorios son sustancialmente más caros que el de SDSS: por ejemplo los gastos de operación de la pareja de telescopios Keck de 10 m en Hawái rozan los 11 millones de dólares anuales; los cuatro telescopios VLT (Very Large Telescope) de 8 m de ESO (Observatorio Europeo Austral) en Chile, unos 22 millones; y el telescopio espacial Hubble se acerca a los 100 millones anuales. Nuestro GTC (Gran Telescopio CANARIAS) requiere unos 7 millones de dólares al año para funcionar, que en estos tiempos que corren parece que está costando asegurar.

La clave del éxito del SDSS está en sus instrumentos, diseñados para obtener la máxima eficiencia, en su operación sistemática para cubrir grandes áreas del cielo, y en el software y su cadena de distribución de datos, cuyo buen funcionamiento posibilita que estos se hagan públicos, y estén listos para ser analizados, tan sólo un año después de que se realicen las medidas que los han proporcionado.

Y van ya por la tercera edición, SDSS-III, en la que el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) tiene el honor y el gusto de participar contribuyendo con software y liderando investigaciones sobre nuestra galaxia, la Vía Láctea, el universo temprano, las estrellas de baja masa, las enanas marrones y los planetas. Todo ello englobado en los tres programas científicos que componen SDSS-III.

El 2,5 m de SDSS no descansa. Cuando hay Luna nueva y se pueden hacer medidas de calidad de los objetos más débiles, el telescopio utiliza sus espectrógrafos de baja resolución para estudiar galaxias distantes y cuásares. En las semanas en que la Luna brilla en el cielo, son otros espectrógrafos de más alta resolución los que entran en operación para observar estrellas brillantes en busca de planetas, o examinar la composición química de las estrellas en el disco de nuestra galaxia.

El último proyecto en arrancar de SDSS-III, bautizado como APOGEE (Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment), acaba de estrenar un flamante espectrógrafo capaz de obtener espectros de alta resolución de manera simultánea para trescientas estrellas. El rango espectral elegido para este instrumento está en el infrarrojo cercano, donde la luz penetra con facilidad en el polvo interestelar presente en el disco de la Vía Láctea, permitiéndonos observar estrellas a grandes distancias, incluso aquellas que se encuentran al otro lado del centro de la galaxia.

El instrumento fue construido en un tiempo record de dieciséis meses. Pesa en total unas dos toneladas, lo que hace imposible colgarlo del telescopio, y está ubicado en un edificio separado, conectado al telescopio por 40 metros de fibra óptica. La estabilidad y alta calidad de las observaciones requieren mantener el instrumento dentro de una cámara de vacío, a unos 200 grados bajo cero. La luz recibida es dispersada con una gran red de difracción, la mayor de su clase usada en astronomía, hecha a partir de tres holografías. En abril del pasado año colocamos el instrumento por primera vez en el telescopio y nos dimos cuenta de que uno de los tres detectores no estaba perfectamente alineado. Después de hacer los ajustes pertinentes, el instrumento comenzó las observaciones en septiembre.

El pasado diciembre un comité científico interno de SDSS examinó el funcionamiento del espectrógrafo y su software de reducción de datos. La valoración del comité fue positiva, y dio el pistoletazo de salida para APOGEE, que en menos de tres años obtendrá espectros para
más de cien mil estrellas a lo largo y ancho de la Vía Láctea. En tan solo unos meses APOGEE ya ha realizado observaciones de unas 30.000 estrellas, acumulando la mayor muestra homogénea de espectros de alta resolución jamás obtenida.

Las abundancias químicas y las velocidades de las estrellas observadas por APOGEE nos permitirán reconstruir un mapa detallado del disco de la Vía Láctea. Un mapa que cubre distancias de hasta un trillón de kilómetros. La velocidad de rotación del disco y las estrellas que lo forman (nuestro Sol da una vuelta a la galaxia cada 200 millones de años) revelará la distribución de la materia oscura en la galaxia, que domina el campo gravitatorio. Las composiciones químicas de estrellas a diferentes distancias del centro galáctico ayudarán a resolver el dilema entre las teorías que proponen que la Vía Láctea se formó y evolucionó de forma aislada, y aquellas que defienden que es el resultado de la combinación de un gran número de galaxias de menor masa.

¡Avanti!

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El autor

Carlos Allende Prieto es Doctor en Astrofísica por la Universidad de La Laguna. Tras trabajar en The University of Texas at Austin (Estados Unidos) y en el University College London (Reino Unido) actualmente es investigador titular en Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC).

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