20/01/2024

Destellos en el ojo

El telescopio Webb es apenas el primero de la nueva generación que va a revolucionar la astronomía. Por un lado, se viene la era de los telescopios extremadamente grandes. Se encuentra muy avanzada la construcción de dos de ellos, el Extremely Large Telescope y del Giant Magellan Telescope, ambos en Chile. El Thirty Meters Telescope, en Hawaii, viene demorado por conflictos sociales. Todos estos son telescopios más o menos convencionales, similares a los que conocemos, sólo que muchísimo más grandes. Están diseñados para observar en profundidad pedacitos muy chiquitos de cielo, con enorme sensibilidad y resolución. Pero existe otra categoría: los telescopios de survey, que observan grandes porciones del cielo, y pueden hacerlo a gran velocidad. Su principal aplicación es en eventos transitorios inesperados (explosiones u objetos que se mueven rápido), que naturalmente se le escapan a los observatorios tradicionales. (Survey, en castellano, es lo que hacen los agrimensores; no sé si existe una traducción apropiada al español.) 

La Zwicky Transient Facility, con una cámara de 600 megapixels montada en un telescopio de 1.2 m, empezó a funcionar hace un par de años en Monte Palomar, y puede fotografiar el cielo septentrional entero cada 3 días, más el plano de la Vía Láctea dos veces por noche. La cantidad de datos que produce es inmensa, y su manejo es un desafío tecnológico. Aún así, es un poroto al lado del telescopio survey de 8 metros (¡f/1.23!) que está en construcción en Chile, el Telescopio Vera Rubin. Éste tendrá una cámara de 3.2 gigapixels, la cámara digital más grande jamás construída, para fotografiar un campo de 3.5 grados de ancho (7 lunas). 

Esta cámara tomará una exposición de 15 segundos cada 20 segundos (sí: moverán un telescopio de 8 metros en 5 segundos). Serán 200 mil imágenes por año, muchas más que las que pueden ser analizadas por seres humanos, así que su estudio será completamente automático, y es la parte más compleja de todo el proyecto. Las alertas que genere (¡cientos por segundo!) serán públicas inmediatamente.

El Rubin, la ZTF y otros surveys permitirán observar cómo cambia el cielo en una escala de días, no de meses o años como hasta ahora, y esto seguro será una revolución comparable a la de los telescopios extremadamente grandes. Peeeeero... Starlink.


Y no sólo Starlink: habrá pronto otras empresas que pondrán constelaciones de miles de satélites en órbita. La contaminación luminosa que a lo largo del siglo XX minó el recurso básico de la astronomía, el cielo nocturno, confinando los grandes observatorios a un puñado de sitios remotos, en el siglo XXI se traslada a la órbita terrestre y directamente cruza sus faroles frente al campo visual de los telescopios. Quevachaché.

Para cuantificar y mitigar eventualmente este nefasto efecto, que nadie se imaginó cuando se planificaron estos instrumentos hace no tantos años, hay ya una cantidad de estudios científicos. Muchos de ellos simulan lo que va a ocurrir, pero uno de ellos usa los datos que ya está produciendo la ZTF. Se concentra en eventos puntuales (no rayas, como la foto de arriba, sino destellos, producidos brevemente cuando los satélites giran y reflejan fugazmente la luz del Sol). Pueden confundirse con llamaradas de estrellas enanas rojas y eventos de microlentes gravitacionales, dos de los fenómenos que son de particular interés de los surveys. Estos destellos son más nefastos que las trazas porque, según dicen, éstas se pueden filtrar (pero lo que tapan, queda tapado, eh). Los destellos, por ser casi puntuales, son mucho más difíciles de identificar como artificiales y filtrar. Lo que encontraron es que hay unos 80 mil destellos por hora en todo el cielo, y que el 20% de los eventos transitorios observados son en realidad destellos de satélites, y no fenómenos astronómicos. Probaron varias técnicas para identificarlos, y están por todos lados en el cielo:

El telescopio Rubin, con su sensibilidad unas 10 veces mayor, se encontrará con un panorama todavía peor cuando empiece a observar el año que viene. Creo que no hay nada que hacer, más que lamentarse y aprovechar lo mejor que se pueda las observaciones, mejorando los sistemas de filtrado de señales artificiales. Llegará un momento, tal vez el próximo siglo, en que la astronomía profesional será imposible desde la superficie terrestre e incluso desde algunas órbitas, ya que el propio telescopio Hubble está empezando a ver satélites que se le cruzan delante:


El telescopio Rubin se llamaba originalmente Large Synoptic Survey Telescope, LSST. Cuando se le dio un nombre definitivo, se mantuvo el acrónimo LSST para su principal proyecto, la Legacy Survey of Space and Time, que me parece un nombre buenísimo.

La foto nocturna del Telescopio Rubin en construcción es de Rubinobservatory.org.

La foto del modelo a escala natural del sensor CCD de la cámara del telescopio Rubin es de LSST Project/NSF/AURA (CC BY-SA).

La foto de Albireo cruzada por trazas de Starlink es de Rafael Schmall.

Las figuras de satélites identificados en 3 años de observación del ZTF es de Karpov and Peloton, The rate of satellite glints in ZTF and LSST sky surveys,

La foto del telescopio Hubble con una traza de satélite es de NASA/ESA/STScI.

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