La semana pasada, cuatro láseres fueron proyectados al cielo sobre el observatorio Paranal del Observatorio Europeo Austral (ESO) en Chile. Los láseres crearon con éxito una «estrella artificial» que los astrónomos pueden usar para medir y corregir la distorsión causada por la atmósfera terrestre, según anunció hoy el ESO.
El espectacular lanzamiento de estos láseres desde cada uno de los telescopios de ocho metros de Paranal es un hito significativo del proyecto GRAVITY+, una compleja mejora del Very Large Telescope Interferometer (VLTI) de ESO.
GRAVITY+ desbloquea un mayor poder de observación y una cobertura del cielo mucho más amplia para el VLTI que la que era posible anteriormente, lo que permite el estudio de objetos aún más débiles y distantes.
El primer objetivo de los equipos de GRAVITY+ y ESO en Paranal, que realizaron observaciones de prueba con los nuevos láseres, fue un cúmulo de estrellas masivas en el centro de la Nebulosa de la Tarántula, una región de formación estelar en nuestra galaxia vecina, la Gran Nube de Magallanes. Estas primeras observaciones revelaron que un objeto brillante en la nebulosa, que se creía una estrella individual extremadamente masiva, es en realidad un sistema binario de dos estrellas muy cercanas, lo que demuestra las capacidades y el potencial científico del VLTI mejorado.
La Dra. Rebeca García López, experta en formación de estrellas y planetas de la Facultad de Física de la UCD, es socia asociada del consorcio GRAVITY+ y está a cargo de la mejora del espectrógrafo del instrumento. Afirmó: «Esto inaugura una nueva era en la interferometría óptica y nos permitirá comprender cómo se forman los sistemas solares similares al nuestro con un detalle sin precedentes».
El VLTI combina la luz de varios telescopios individuales mediante interferometría. GRAVITY es un instrumento del VLTI de gran éxito que se ha utilizado para generar imágenes de exoplanetas, observar estrellas cercanas y lejanas y realizar observaciones detalladas de objetos débiles que orbitan el agujero negro supermasivo de la Vía Láctea.
GRAVITY+ está implementando cambios en la infraestructura de los telescopios y mejoras en los túneles subterráneos del VLTI, donde convergen los haces de luz. La instalación de un láser en cada uno de los telescopios que antes carecían de este equipo es un logro clave de este proyecto a largo plazo, que transforma el VLTI en el interferómetro óptico más potente del mundo.
El investigador principal, el profesor Frank Einsenhauer, del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE), Alemania, que lideró el consorcio, dijo: «El VLTI con GRAVITY ya ha permitido muchos descubrimientos imprevistos. Estamos entusiasmados por ver cómo GRAVITY+ ampliará aún más los límites».
El Dr. Taro Shimizu, astrónomo del MPE y miembro del consorcio, dijo: «Esto abre el instrumento a observaciones de objetos en el universo distante primitivo, menos de unos cientos de millones de años después del Big Bang».
La serie de mejoras lleva en marcha varios años e incluye una tecnología de óptica adaptativa revisada —un sistema para corregir la distorsión causada por la atmósfera terrestre— con sensores avanzados de última generación y espejos deformables.
Hasta ahora, en el VLTI, las correcciones de óptica adaptativa se realizaban apuntando a estrellas de referencia brillantes que debían estar cerca del objetivo, lo que limitaba el número de objetos que podíamos observar. Con la instalación de un láser en cada telescopio, se crea una estrella artificial brillante a 90 km sobre la superficie terrestre, lo que permite corregir la distorsión atmosférica en cualquier punto del cielo. Esto abre todo el cielo austral al VLTI y mejora drásticamente su capacidad de observación.
Con la incorporación de estos láseres, los astrónomos podrán estudiar galaxias activas distantes y medir directamente la masa de los agujeros negros supermasivos que las alimentan, así como observar estrellas jóvenes y los discos de formación planetaria a su alrededor.
El experimento GRAVITY ha logrado avances significativos en astrofísica durante la última década. Comprobó con éxito la Teoría de la Relatividad General de Einstein (mediante la medición del corrimiento al rojo gravitacional), lo que le valió al profesor Reinhard Genzel, del MPE, y a la profesora Andrea Ghez, de la Universidad de California, el Premio Nobel de Física en 2020. El Dr. García López, de la UCD, es coautor del artículo de 2018 titulado «Detección del corrimiento al rojo gravitacional en la órbita de la estrella S2 cerca del agujero negro supermasivo del centro galáctico», publicado en Astronomy & Astrophysics.
Además, los astrónomos también utilizaron GRAVITY para hallar la primera evidencia observacional de acreción magnetosférica, el proceso mediante el cual la materia se incorpora a las estrellas recién nacidas. Los resultados se publicaron en 2020 en Nature, con el título «Una medida del tamaño de la región de acreción magnetosférica en TW Hydrae», siendo el Dr. García López el primer autor.
A través del Dr. García López, la UCD participa en la mejora del espectrógrafo GRAVITY, encargándose de la actualización de la resolución espectral. En colaboración con la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), han diseñado un prisma de rejilla holográfica para su instalación en el espectrógrafo y también son responsables de las pruebas e instalación en el VTLI.
Proporcionado por University College Dublin