Astrónomos de la Universidad de Arizona, el Observatorio de Arcetri, en Italia, y del Observatorio Carnegie han desarrollado un nuevo tipo de cámara que permite obtener las imágenes de mayor resolución jamás tomadas. Bautizada como VisAO a esta cámara no le afecta la atmósfera de la Tierra. Fue instalada en uno de los Telescopios Magallanes del Observatorio de Las Campanas, en el Desierto de Aatacama, Chile.
Imagen arriba: El Telescopio Magallanes Clay con el espejo secundario Adaptive Magao (ASM) montado en la parte superior mirando hacia abajo (a unos 9 metros) sobre el espejo principal de 6,5 m de diámetro (no visible, dentro de la celda del espejo azul). Crédito: Yuri Beletsky, Observatorio de Las Campanas.
El equipo ha estado desarrollando esta tecnología desde hace más de 20 años en los observatorios en Arizona (la más reciente en el Gran Telescopio Binocular, LBT), y ahora se ha instalado una versión más moderna de estas cámaras en el desierto de Chile en el telescopio Magellan de 6,5 m (21 pies). "Fue muy emocionante ver como esta nueva cámara obtiene las imágenes del cielo nocturno aspecto más nítidas jamás tomadas", dijo Laird Close, profesor de Universidad de Arizona y científico principal del proyecto: "Podemos, por primera vez, resolver objetos de tan sólo 0,02 segundos de arco en imágenes del cielo profundas. Ese es un ángulo muy pequeño en el cielo. Es como el ancho de una moneda de diez centavos (1,7 cm) visto a 160 km de distancia".
Extracción del "titilar" de las estrellas en luz visible.
La razón de ser capaces de mejorar en un factor 2 respecto a los esfuerzos anteriores en este campo es que, por primera vez, un gran telescopio 6,5 m se utiliza para la fotografía digital en su límite teórico de resolución en longitudes de onda de la luz visible. "Al pasar de infrarrojos a la luz visible, la nitidez de la imagen mejora", dijo el Dr. Jared varones, Sagan Fellow de NASA en la Universidad de Arizona, "Hasta ahora, los grandes telescopios podrían lograr la mayor nitidez teórica sólo en el luz infrarroja, pero nuestra nueva cámara puede trabajar en el visible y hacer fotos con el doble de nitidez".
Estas imágenes también son al menos dos veces más nítidas que las que puede hacer el Telescopio Espacial Hubble (HST) debido a que el telescopio Magallanes tiene un diámetro de 6,5m, mucho mayor que los 2,4m del HST. Debido a las perturbaciones que la atmósfera de la Tierra induce en las imagenes astronómicas tomadas desde la superficie, las mejores imágenes de luz visible disponibles hasta ahora habían sido producidas por el HST, ya que hasta ahora los grandes telescopios terrestre, incluso con complejas cámaras de óptica adaptativa sólo podían lograr imágenes borrosas en el tipo de luz que el ojo puede ver (luz visible).
Para obtener la excelente corrección de la turbulencia atmosférica que puede lograrse con la "AO luz visible", el equipo desarrolló un poderoso sistema de óptica adaptativa con un delgado espejo de cristal curvado de 85 cm de diámetro y 1,6 mm de espesor que flota en un campo magnético de 30 pies (9,2 m) por encima de la gran espejo primario de 6,5 m del telescopio (véase la figura 1). Este sistema llamado "espejo secundario adaptativo" (ASM) puede cambiar su forma en 585 puntos en su superficie 1.000 veces por segundo. De esta manera los efectos de "desenfoque" de la atmósfera se pueden quitar, y gracias a la alta densidad de los actuadores en el espejo, los astrónomos pueden ver el cielo visible más claramente que nunca, casi como tener un telescopio de 6,5 metros en el espacio.
El nuevo sistema de óptica adaptativa, llamada Magao, ya ha hecho algunos descubrimientos científicos importantes. Durante las pruebas del sistema (llamado "First Light"), el equipo trató de resolver una famosa estrella de la Gran Nebulosa de Orión (M42), que emite la mayor parte de su luz en UV. Esta joven estrella (~ 1 millones de años) es llamada Theta 1 Ori C, ya que se sabía que se trata de dos estrellas (un sistema binario de estrellas, llamada C1 y C2). Sin embargo, la separación entre ellas es tan pequeña que esta famosa pareja nunca se había resuelto en 2 estrellas en una foto directa de un telescopio.
Cuando el Magao y su cámara científica en visible (Visão 2) apuntaron hacia Theta 1 Ori C, los resultados fueron inmediatos y emocionantes (Ver Figura 2). "He realizado imágenes de Theta 1 Ori C durante más de 20 años y nunca pude ver directamente que eran, de hecho, 2 estrellas", dijo el Dr. Close, "Pero tan pronto como miramos en la pantalla de Magao el sistema estaba muy bien dividido en 2 estrellas a sólo 0,032 segundos de arco de distancia ".
Posteriormente Magao se utilizó para registrar todas las las estrellas más brillantes cerca del cúmulo del Trapecio de Orión y fue capaz de detectar movimientos muy pequeños en comparación con los datos LBT anteriores, como resultado de que las estrellas giran lentamente alrededor de la otra. De hecho, en un pequeño grupo de estrellas llamado Theta 1 Ori B1-B4 se observó que es probable que en este "mini-cluster" de estrellas sea expulsade la estrella de masa más baja en un futuro próximo. Este resultado acaba de ser publicado en la revista Astrophysical Journal (preimpresión).
Nuevos Resultados Científicos De Magao: Una visión de cómo se forman estrellas y planetas.
Uno
de los misterios acerca de cómo se forman los planetas es: ¿cómo son
afectados los discos de polvo y gas por la fuerte luz ionizante / viento
que viene de una estrella de gran masa como Theta 1 Ori C (unas 44
veces la masa del Sol)? El equipo utilizó Magao y Visão de buscar la luz
roja (a 656 nm, o alfa de hidrógeno) a partir de gas de hidrógeno
ionizado para rastrear cómo el fuerte flujo de UV y el viento estelar de
Theta 1 Ori C afectan a los discos alrededor de las estrellas vecinas. Imagen: Próplido en la Nebulosa de Orión.La imagen de Magao muestra que la envoltura de gases y polvo alrededor de un par de estrellas (llamado LV1) con sólo 6,5 segundos de arco de separación de Theta 1 Ori C están fuertemente distorsionado en forma de "lágrima" por la fuerte luz ultravioleta, capaz de crear frentes de choque y arrastre a favor del viento de gas del par de estrellas.
"Nos sorprendió encontrar que la masa del par de estrellas jóvenes es muy baja, por lo que éste es un ejemplo muy raro de un par de discos pequeños (llamados discos protoplanetarios) de masas muy bajas." Dijo el estudiante de Arizona Ya-Lin Wu (quien dirigió el artículo del Astrophysical Journal con este resultado (preimpresión).
La distribución de gas y polvo en los sistemas planetarios jóvenes es otro problema sin resolver en la formación de planetas. El equipo utilizó el espectroscopio diferencial Imager de Visão (SDI) para estudiar dentro y fuera de la línea de emisión luminosa 656 nm hidrógeno alfa. Esto permitió al equipo de rastrear la absorción (por lo tanto la masa) de uno de los pocos discos "silueta" en Orion.
El disco se encuentra frente de la nebulosa de Orión brillante, por lo que vemos la sombra oscura ya que el polvo en el disco absorbe la luz de fondo de la nebulosa. A mayor cantidad de material del disco plano, mayor será el grado de absorción de la luz de fondo de la nebulosa. La cámara SDI permitió retirar la luz de la estrella a un nivel muy alto, dejando, por primera vez, una visión clara de las regiones interiores de la silueta. "Nos sorprendió encontrar que la cantidad de luz atenuada de la nebulosa aumenta gradualmente, y no bruscamente, hacia la estrella", señaló el estudiante graduado de Arizona (y principal autor de la carta Astrophysical Journal - preimpresión) Kate Follette. "Parece como si las partes exteriores de este gran disco tiene menos polvo que hubiéramos esperado". Como se puede ver en la figura abajo, hay pruebas claras de que Magao con su cámara SDI puede hacer que las imágenes visibles de las estrellas, incluso muy débiles como Orion 218-354.
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